Ascend 950 架构详解:存储层次与数据通路
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做 950 算子优化的开发者最常问:数据从 GM 到 Cube 单元要经过几层、哪些通路是新加的、哪些被删了。本文基于 CANN 官方架构文与 3510 架构变更手册,把存储层次和数据通路一次讲清。
一、宏观架构:双 die UMA + 第三代 DaVinciCore
Ascend 950 Die 采用双 die UMA 架构,die 间高速通道直连,用户可无感使用两个 die 的算力。AI Core 子系统是华为自研第三代 DaVinci 架构:Cube 核(张量)与 Vector 核(向量)分离式设计,通过 CV 融合直连高速通路协同,官方口径 Cube:Vector 算力配比达 8:1,Vector 的 FP16/FP32 性能翻倍。
二、存储层次(自外向内)
| 层级 | 容量/规格 | 说明 |
|---|---|---|
| HBM | 950PR 装机 128GB,峰值 1.6 TB/s | 两种 Memory:HiBL 1.0(高容量低成本)/ HiZQ 2.0(高带宽),统一接口 |
| L2 Cache | 128MB(2 die×64MB),512B cacheline(4×128B sector) | 主要作 DMA 读缓存;支持 128B Sector 与 L2 Control Hint |
| L1 Buffer | 512KB/AIC | 与 GM 间经 MTE1/MTE2 搬运 |
| L0A/L0B | 64KB + 4KB MX | Cube 矩阵输入缓冲,MX 模式额外 4KB |
| L0C | 256KB/AIC | Cube 输出,支持 256×256 tile |
| UB | 256KB 物理/248KB 可用 | 8 bank group×2×16KB;SIMT 再扣 40KB |
三、数据通路:三条删除、三条新增
删除的通路(迁移必查):L1→GM 直通、GM→L0A/L0B 直通。原一步搬运需拆为 GM→L1→L0A/B 两步;L1 数据回 GM 需经 L0C 走 Fixpipe。
新增的通路(优化机会):
- UB→L1 直连:数据无需经 GM 中转。
- L0C→UB 直连(
asc_copy_l0c2ub):矩阵乘结果直接进 UB 参与后续 Vector 计算,这是 CV 融合算子性能提升的关键硬件基础。 - ND-DMA 指令:一行指令完成 transpose/stride/broadcast/slice,硬件自动处理格式转换、对齐、分块,官方称效率提升 50% 以上。
核内通路带宽(Catccos 知识库,字节/周期):L1→L0A 256、L1→L0B 256(较 A2 翻倍)、L1→UB 跨核 128(新增)、L0C→OUT 128、L0C→UB 跨核 128(新增)。
四、同步与调度配套
3510 配套了新的同步机制:Mutex(核内异步流水指令间锁机制)、CrossCoreSetFlag/WaitFlag(AIV0 与 AIV1 可独立触发 AIC 等待)、BufferID 模型取代传统 set/wait 配对。全芯片由 STARS 2.0 硬件调度器统一调度 AIC/AIV/CPU/DVFP/SDMA/UB/CCU 引擎。
五、排查:通路相关报错
- 编译报 DataCopy 不支持的通路组合 → 按上文核对是否用了已删除路径。
- aivec illegal-instruction error 259 → 社区实测:纯 AIV kernel 里 UB↔L1 通路在该工具链上未暴露(加 SetFlag 同步无效,是 opcode 层问题),需改用 AIC+AIV 混合任务或其他搬运 API。
- UB 越界但数值看起来合法 → 检查是否按 248KB 而非 256KB 计算,SIMT 场景再减 40KB。
昇腾知识图谱如何检索示例
- 检索主题: Ascend 950 架构详解:存储层次与数据通路
- 检索关键词: [“CANN NEXT系列干货 面向Ascend 950的架构详解”]
- 内容节点: [“weixinascendcann_77cannnext系列干货面向ascend950的架构详解_cann_next系列干货_面向ascend_950的架构详解”, “ascdevkit_docs_zh_guide_crossgenmigrationguide_3510archmigration_2201to3510archchanges_硬件架构”, “catccos_agent_skills_knowledgebase_hardwarespecs_32aic_64aiv”, “cannbotskills_pluginscommunity_ascendcportorchestrator_kb_hardware_target_ascend950pr_full_die_32_aic”]
- 召回情况: top1 “CANN NEXT系列干货:面向Ascend 950的架构详解” score 0.9752(黄金命中),存储层次数字另经 950PR 平台文档与 CATCCOS 知识库交叉核验
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