MXDOTP: A RISC-V ISA Extension for Enabling Microscaling (MX) Floating-Point Dot Products

В этой статье представлена реализация dot product с аппаратной поддержкой формата Microscaling (MX) — нового стандартизованного формата, сочетающего простоту реализации для 8-битных чисел и расширенный динамический диапазон благодаря использованию scale-факторов (общих экспонент для блоков элементов, не путать с блочными флотами!).

MXDOTP — это расширение ISA для RISC-V, интегрированное в ядро Snitch. Оно позволяет выполнять dot product между двумя 8-элементными FP8-векторами с накоплением в FP32 и применением двух независимых scale-факторов. Для обхода ограничения на количество портов чтения регистрового файла используется механизм Stream Semantic Registers (SSR), что позволяет эффективно подавать четыре операнда за такт. SSR — особенность ядра Snitch, позволяющая передавать потоковые данные напрямую в вычислительные блоки без участия регистрового файла и LSU. Это компромисс между дополнительной сложностью в программной поддержке и выигрышем в доступности данных при минимальной площади.

Исходный код MXDOTP доступен на GitHub репозитории проекта.

Эмуляцию формата MX можно выполнить с помощью MX PyTorch Emulation Library от Microsoft.

Подробнее с форматом можно ознакомиться в спецификации формата или в обзорной статье Николаса Бруни.

p.s. Очень здорово оформлена самая статья. Работа выполнена в рамках европейского проекта NeuroSoC, финансируемого по линии Horizon Europe (Grant Agreement №101070634). По ссылке можно изучить детали проекта: участников, цели, бюджеты, отчётность, документацию и сроки:
https://cordis.europa.eu/project/id/101070634