CANN/Ascend C SIMD反量化API
2026/7/17 16:24:17 网站建设 项目流程

Dequantize

【免费下载链接】asc-devkit本项目是CANN 推出的昇腾AI处理器专用的算子程序开发语言,原生支持C和C++标准规范,主要由类库和语言扩展层构成,提供多层级API,满足多维场景算子开发诉求。项目地址: https://gitcode.com/cann/asc-devkit

产品支持情况

  • Ascend 950PR/Ascend 950DT:支持
  • Atlas A3 训练系列产品/Atlas A3 推理系列产品:不支持
  • Atlas A2 训练系列产品/Atlas A2 推理系列产品:不支持
  • Atlas 200I/500 A2 推理产品:不支持
  • Atlas 推理系列产品AI Core:不支持
  • Atlas 推理系列产品Vector Core:不支持
  • Atlas 训练系列产品:不支持

功能说明

按元素做反量化计算,比如将int32_t数据类型反量化为half/float等数据类型。本接口最多支持输入为二维数据,不支持更高维度的输入。

Dequantize与AscendDequant的功能类似,本接口在不同量化场景下的形式更统一,因此推荐使用本接口。

本接口的反量化策略包括PER_TENSOR,PER_CHANNEL,PER_TOKEN,PER_GROUP四种,反量化系数scale在PER_TENSOR场景下为标量,其余场景下为矢量,具体计算公式如下:

  • PER_TENSOR场景(按张量反量化):scale和offset的shape为[1]。

  • PER_CHANNEL场景(按通道反量化):srcTensor的shape为[m, n],每个channel维度对应一个量化参数,scale和offset的shape为[1, n]。

  • PER_TOKEN场景(按token反量化):srcTensor的每组token(token为n方向,共有m组token)中的元素共享一个量化参数,srcTensor的shape为[m, n]时,scale和offset的shape为[m, 1]。

  • PER_GROUP场景(按组反量化):定义group的计算方向为k方向,srcTensor在k方向上每groupSize个元素共享一组scale和offset。srcTensor的shape为[m, n]时,如果kDim=0,表示k是m方向,scale和offset的shape为[(m + groupSize - 1) / groupSize, n];如果kDim=1,表示k是n方向,scale和offset的shape为[m,(n + groupSize - 1) / groupSize]。

    • k为m方向,即公式中i轴为group的计算方向(kDim=0):

    • k为n方向,即公式中j轴为group的计算方向(kDim=1):

函数原型

  • 通过sharedTmpBuffer入参传入临时空间

    template <const DequantizeConfig& config, typename DstT, typename SrcT, typename ScaleT, typename OffsetT> __aicore__ inline void Dequantize(const LocalTensor<DstT>& dstTensor, const LocalTensor<SrcT>& srcTensor, const ScaleT& scale, const OffsetT& offset, const LocalTensor<uint8_t>& sharedTmpBuffer, const DequantizeParams& params)
  • 接口框架申请临时空间

    template <const DequantizeConfig& config, typename DstT, typename SrcT, typename ScaleT, typename OffsetT> __aicore__ inline void Dequantize(const LocalTensor<DstT>& dstTensor, const LocalTensor<SrcT>& srcTensor, const ScaleT& scale, const OffsetT& offset, const DequantizeParams& params)

    由于该接口的内部实现中涉及复杂的数学计算,需要额外的临时空间来存储计算过程中的中间变量。临时空间支持接口框架申请和开发者通过sharedTmpBuffer入参传入两种方式。

    • 接口框架申请临时空间,开发者无需申请,但是需要预留临时空间的大小。

    • 通过sharedTmpBuffer入参传入,使用该tensor作为临时空间进行处理,接口框架不再申请。该方式开发者可以自行管理sharedTmpBuffer内存空间,并在接口调用完成后,复用该部分内存,内存不会反复申请释放,灵活性较高,内存利用率也较高。

    接口框架申请的方式,开发者需要预留临时空间;通过sharedTmpBuffer传入的情况,开发者需要为sharedTmpBuffer申请空间。临时空间大小BufferSize的获取方式如下:通过GetDequantizeMaxMinTmpSize中提供的GetDequantizeMaxMinTmpSize接口获取需要预留空间的范围大小。

参数说明

表1模板参数说明

参数名描述
config用于配置反量化相关信息,DequantizeConfig类型,定义如下方代码所示,其中参数的含义如下。
policy:用于配置量化策略,枚举类型,具体定义如下方代码所示。
hasOffset:预留参数,目前仅支持配置为false。
kDim:group的计算方向,即k方向。仅在PER_GROUP场景有效,支持的取值如下。0:k轴是第0轴,即m方向为group的计算方向。1:k轴是第1轴,即n方向为group的计算方向。
DstT目的操作数的数据类型。接口内根据入参dstTensor自动推导数据类型,开发者无需配置该参数,保证dstTensor满足表3中输入输出支持的数据类型组合即可。
SrcT源操作数的数据类型。接口内根据入参srcTensor自动推导数据类型,开发者无需配置该参数,保证srcTensor满足表3中输入输出支持的数据类型组合即可。
ScaleTscale的数据类型。接口内根据入参scale自动推导数据类型,开发者无需配置该参数。ScaleT可以为标量数据类型或LocalTensor类型。

注意:
对于PER_TENSOR场景,scale为标量,ScaleT只能为标量数据类型。
对于PER_CHANNEL、PER_TOKEN、PER_GROUP场景,scale为矢量,ScaleT只能为LocalTensor类型。
OffsetToffset的数据类型。接口内根据入参offset自动推导数据类型,开发者无需配置该参数。OffsetT可以为标量数据类型或LocalTensor类型。

注意:
对于PER_TENSOR量化策略,offset为标量,OffsetT只能为标量数据类型。
对于PER_CHANNEL、PER_TOKEN、PER_GROUP量化策略,offset为矢量,OffsetT只能为LocalTensor类型。
struct DequantizeConfig { DequantizePolicy policy; bool hasOffset = false; int32_t kDim = 1; }; enum class DequantizePolicy : int32_t { PER_TENSOR, PER_CHANNEL, PER_TOKEN, PER_GROUP };

表2接口参数说明

参数名输入/输出描述
dstTensor输出目的操作数。类型为LocalTensor,支持的TPosition为VECIN/VECCALC/VECOUT。
srcTensor输入源操作数。类型为LocalTensor,支持的TPosition为VECIN/VECCALC/VECOUT。

假设srcTensor的shape为[m, n],每行数据(即n个输入数据)所占字节数要求32字节对齐。
scale输入输入数据反量化时的缩放因子。
offset输入输入数据反量化时的偏移量。当前为预留参数,可配置为0或空Tensor。
sharedTmpBuffer输入临时缓存。类型为LocalTensor,支持的TPosition为VECIN/VECCALC/VECOUT。

临时空间大小BufferSize的获取方式请参考GetDequantizeMaxMinTmpSize。
params输入反量化接口的参数,DequantizeParams类型,定义如下方代码所示,其中参数的含义如下。
m:m方向元素个数。
n:n方向元素个数。n值对应的数据大小需满足32字节对齐的要求,即shape最后一维为n的输入或输出均需要满足该维度上32字节对齐的要求。
groupSize:PER_GROUP场景有效,表示groupSize行/列数据共用一个scale。groupSize的取值必须大于0且是32的整倍数。
struct DequantizeParams { uint32_t m; uint32_t n; uint32_t groupSize = 0; };

表3输入输出支持的数据类型组合

量化策略dstTensorsrcTensorscale/offset
PER_TENSORbfloat16_tint32_tbfloat16_t
PER_TENSORbfloat16_tint32_tfloat
PER_TENSORfloatint32_tbfloat16_t
PER_TENSORfloatint32_tfloat
PER_CHANNELhalfint32_tuint64_t

注意:当scale的数据类型是uint64_t时,其中的低32位数据是参与计算的float类型数据,高32位本接口不使用。
PER_CHANNELfloatint32_tfloat
PER_CHANNELfloatint32_tbfloat16_t
PER_CHANNELbfloat16_tint32_tbfloat16_t
PER_CHANNELbfloat16_tint32_tfloat
PER_TOKEN/PER_GROUPhalfint32_thalf
PER_TOKEN/PER_GROUPbfloat16_tint32_tbfloat16_t
PER_TOKEN/PER_GROUPfloatint32_tfloat
PER_TOKEN/PER_GROUPhalfint32_tfloat
PER_TOKEN/PER_GROUPbfloat16_tint32_tfloat
PER_TOKEN/PER_GROUPhalffloathalf
PER_TOKEN/PER_GROUPbfloat16_tfloatbfloat16_t
PER_TOKEN/PER_GROUPfloatfloatfloat
PER_TOKEN/PER_GROUPhalffloatfloat
PER_TOKEN/PER_GROUPbfloat16_tfloatfloat

返回值说明

约束说明

  • 不支持源操作数与目的操作数地址重叠。
  • 操作数地址对齐要求请参见通用地址对齐约束。
  • 连续计算方向(即n方向)的数据量要求32字节对齐。

调用示例

  • PER_CHANNEL、PER_TOKEN、PER_GROUP模式

    constexpr static DequantizePolicy tokenPolicy = DequantizePolicy::PER_TOKEN; constexpr static DequantizePolicy channelPolicy = DequantizePolicy::PER_CHANNEL; constexpr static DequantizePolicy groupPolicy = DequantizePolicy::PER_GROUP; // 此处以PER_CHANNEL模式为例,不启用offset;kDim仅PER_GROUP场景有效,表示group计算方向为n方向 constexpr static DequantizeConfig config = {channelPolicy, false, 1}; DequantizeParams params; // m,n为外部传入参数,表示srcLocal实际参与的m、n方向的元素个数 params.m = m; params.n = n; params.groupSize = n; // 仅PER_GROUP场景下生效,此处表示n方向所有元素共享一组scale和offset // srcLocal为int32_t类型的LocalTensor,dstLocal、scaleLocal、offsetLocal为float类型的LocalTensor Dequantize<config>(dstLocal, srcLocal, scaleLocal, offsetLocal, params); // offsetLocal为预留参数,可配置为空Tensor;
  • PER_TENSOR模式

    constexpr static DequantizePolicy tensorPolicy = DequantizePolicy::PER_TENSOR; // 不启用offset constexpr static DequantizeConfig config = {tensorPolicy, false, -1}; DequantizeParams params; // m,n为外部传入参数,表示srcLocal实际参与的m、n方向的元素个数 params.m = m; params.n = n; params.groupSize = 0; // 仅PER_GROUP场景下生效 // srcLocal为int32_t类型的LocalTensor,dstLocal为float类型的LocalTensor,scale、offset为float类型的标量 Dequantize<config>(dstLocal, srcLocal, scale, offset, params); // offset为预留参数,可配置为0;

结果示例如下:

输入数据(srcLocal): [-4, 2, -2, -3, -1, -4, 1, 3, 4, 1, -2, 0, ... 1] 输入数据(scale矢量): [1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, ... 1] 输入数据(scale标量): [1] 输出数据(dstLocal),此时dstLocal = srcLocal: [-4, 2, -2, -3, -1, -4, 1, 3, 4, 1, -2, 0, ... 1]

【免费下载链接】asc-devkit本项目是CANN 推出的昇腾AI处理器专用的算子程序开发语言,原生支持C和C++标准规范,主要由类库和语言扩展层构成,提供多层级API,满足多维场景算子开发诉求。项目地址: https://gitcode.com/cann/asc-devkit

创作声明:本文部分内容由AI辅助生成(AIGC),仅供参考

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