SoftmaxFlashV2样例
概述
本样例在大语言模型注意力机制场景下,基于SoftmaxFlashV2高阶API实现softmaxflashv2单算子。该API是SoftmaxFlash增强版本,对应FlashAttention-2算法,支持update模式(增量计算),常用于大语言模型中的注意力机制计算和长序列分块处理场景。本样例使用float数据类型,输入Tensor shape为[960, 960],完成SoftmaxFlashV2注意力计算。
本样例支持的产品及CANN软件版本
| 产品 | CANN软件版本 |
|---|---|
| Ascend 950PR/Ascend 950DT | >= CANN 9.1.0 |
| Atlas A3 训练系列产品/Atlas A3 推理系列产品 | >= CANN 9.0.0 |
| Atlas A2 训练系列产品/Atlas A2 推理系列产品 | >= CANN 9.0.0 |
目录结构介绍
├── softmaxflashv2
│ ├── scripts
│ │ ├── gen_data.py // 输入数据和真值数据生成脚本
│ ├── CMakeLists.txt // 编译工程文件
│ ├── data_utils.h // 数据读入写出函数
│ ├── softmaxflashv2.asc // Ascend C算子实现 & 调用样例
│ └── README.md // 样例说明文档
样例描述
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样例功能: softmaxflashv2单算子,将输入tensor[m0, m1, ...mt, n](t大于等于0)的非尾轴长度相乘的结果看作m,则输入tensor的shape看作[m, n]。对输入tensor[m, n]按行做如下计算,不同的update值对应不同的计算公式,其中x、inmax和insum为输入,M、S、E均为输出。 update为false:
M=rowmax(xi)M = rowmax(x_i)
SoftmaxFlashV2(zi)=exp(xi−M)SoftmaxFlashV2(z_i) = exp(x_i - M)
S=∑inexp(xi−M)S=\sum_{i}^{n} \exp(x_i - M)
update为true:
M=max(rowmax(xi),inmax)M = max(rowmax(x_i), inmax)
SoftmaxFlashV2(zi)=exp(xi−M)SoftmaxFlashV2(z_i) = exp(x_i - M)
E=exp(inmaxi−M)E = exp(inmax_i - M)
S=suminexp(xi−M)+E⋅insumS = sum_{i}^{n} exp(x_i - M) + E \cdot insum
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样例规格:
| 样例类型(OpType) | Softmaxflash | |||
| 样例输入 | ||||
| name | shape | data type | format | |
| x | [960, 960] | float | ND | |
| 样例输出 | ||||
| max | [960, 8] | float | ND | |
| sum | [960, 8] | float | ND | |
| 核函数名 | softmaxflashv2_custom | |||
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样例实现:
本样例中实现的是固定shape为输入x [960, 960],输出max[960, 8]、sum[960, 8]的softmaxflashv2样例。-
Kernel实现
核心计算步骤:将输入数据搬入后,调用AscendC::SoftmaxFlashV2(xLocal, sumLocal, maxLocal, xLocal, expmaxLocal, sharedTmpBuffer, softmaxTiling)完成 SoftmaxFlashV2 计算,再将结果搬出。 -
Tiling实现
softmaxflashv2样例的tiling实现流程如下:首先对shape按照行数进行分核,使用平均分配法先按照核数向上对齐分配,确定主核的计算行数,再确定尾核计算行数,对主核计算的shape调用SoftmaxFlashV2高阶API的tiling函数获取API所需tiling参数,尾核计算所需的高阶API的tiling由kernel侧自行计算。 -
调用实现
使用内核调用符<<<>>>调用核函数。
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编译运行
在本样例根目录下执行如下步骤,编译并执行样例。
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配置环境变量 请根据当前环境上CANN开发套件包的安装方式,配置环境变量。
source ${install_path}/cann/set_env.sh说明:
${install_path}为CANN包安装目录,未指定安装目录时默认安装至/usr/local/Ascend下。 -
样例执行
在本样例目录下执行如下命令。
mkdir -p build && cd build; cmake -DCMAKE_ASC_ARCHITECTURES=dav-2201 ..;make -j; # 默认npu模式 python3 ../scripts/gen_data.py ./demo使用 CPU调试 或 NPU仿真 模式时,添加
-DCMAKE_ASC_RUN_MODE=cpu或-DCMAKE_ASC_RUN_MODE=sim参数即可。示例如下:
cmake -DCMAKE_ASC_RUN_MODE=cpu -DCMAKE_ASC_ARCHITECTURES=dav-2201 ..;make -j; # cpu调试模式 cmake -DCMAKE_ASC_RUN_MODE=sim -DCMAKE_ASC_ARCHITECTURES=dav-2201 ..;make -j; # NPU仿真模式注意: 切换编译模式前需清理 cmake 缓存,可在 build 目录下执行
rm CMakeCache.txt后重新 cmake。 -
编译选项说明
选项 可选值 说明 CMAKE_ASC_RUN_MODEnpu(默认)、cpu、sim运行模式:NPU 运行、CPU调试、NPU仿真 CMAKE_ASC_ARCHITECTURESdav-2201(默认)、dav-3510NPU 架构:dav-2201 对应 Atlas A2 训练系列产品/Atlas A2 推理系列产品和 Atlas A3 训练系列产品/Atlas A3 推理系列产品,dav-3510 对应 Ascend 950PR/Ascend 950DT -
执行结果
执行结果如下,说明精度对比成功。
test pass!