MXFP4MatmulTla Example Readme

功能介绍

• 演示 Ascend 950 上的 MX FP4 矩阵乘：左矩阵 A、右矩阵 B 经 MX 缩放（float8_e8m0）后在 Cube 上完成乘加，输出为 FP32。
• 本示例中 A、B 元素类型为 float4_e2m1x2_t（E2M1 打包）；缩放因子为 float8_e8m0_t。未启用 Bias（ElementBias 为 void）。
• 默认布局为 A RowMajor、B ColumnMajor、C RowMajor，与 gen_data.py 在 trans_a=0, trans_b=1 时生成的数据一致。

代码组织

├── 54_ascend950_fp4_mx_matmul
│   ├── CMakeLists.txt     # CMake编译文件
│   ├── README.md
│   ├── gen_data.py
│   ├── fp4_mx_matmul.cpp # 主文件
│   └── fp4_mx_matmul_aswt.cpp   # BlockSchedulerAswt 变体

使用示例

• 获取代码之后编译相应的算子可执行文件，可参考quickstart，本用例为 Ascend950（3510）算子，编译时需加 -DCATLASS_ARCH=3510。L1 分块为 256×256×448、L0 为 256×256×128，以满足 512KiB L1 与 L0 容量约束（勿随意增大 L1 的 K，否则 L1TileShape exceeding the L1 space）。
• 执行算子

# 编译指定用例
bash scripts/build.sh 54_ascend950_fp4_mx_matmul -DCATLASS_ARCH=3510
# 生成测试样例（在 examples/54_ascend950_fp4_mx_matmul/data 下生成 input/ 与 golden/）
python3 examples/54_ascend950_fp4_mx_matmul/gen_data.py 256 512 1024 0 1
# 可选：--data-root <DIR> 指定在 DIR/data/ 下生成（默认在脚本所在目录下生成）
# 输入参数分别对应 m, n, k, trans_a, trans_b
# trans_a表示A矩阵是否转置，0是不转置，1是转置
# trans_b表示B矩阵是否转置，0是不转置，1是转置
# 执行测试样例
./output/bin/54_ascend950_fp4_mx_matmul 256 512 1024 0
# ASWT 调度变体（与上共用同一 data/，需先 gen_data）
bash scripts/build.sh 54_ascend950_fp4_mx_matmul_aswt -DCATLASS_ARCH=3510
./output/bin/54_ascend950_fp4_mx_matmul_aswt 256 512 1024 0
# 可执行文件名 |矩阵m轴|n轴|k轴|Device ID
# Device ID可选，默认为0

执行结果如下，说明精度比对成功。

Compare success.

使用说明

1、 gen_data.py的输入支持trans_a和trans_b，但54_ascend950_fp4_mx_matmul可执行文件不支持，仅仅是trans_a为0及trans_b为1的example示例。

若要对应转置情况请修改example示例中的layout，因为layout隐式表征转置状态，即layout::RowMajor表示不转置，layout::ColumnMajor表示转置。

其对应关系如下表：

trans_a	trans_b	LayoutA	LayoutB
0	0	layout::RowMajor	layout::RowMajor
0	1	layout::RowMajor	layout::ColumnMajor
1	0	layout::ColumnMajor	layout::RowMajor
1	1	layout::ColumnMajor	layout::ColumnMajor

2、 本example完成mx量化矩阵乘： C = (MxScaleA x A) * (MxScaleB x B) + Bias A、B支持数据类型为float4_e1m2或float4_e2m1 MxScaleA、MxScaleB支持数据类型为float8_e8m0

其中对于MxScaleA、MxScaleB的数据排布要求如下： 当A为RowMajor时，MxScaleA的shape为（m, ceil(k/64), 2） 当A为ColumnMajor时，MxScaleA的shape为（ceil(k/64), m, 2） 当B为RowMajor时，MxScaleB的shape为（ceil(k/64), n, 2） 当B为ColumnMajor时，MxScaleB的shape为（n, ceil(k/64), 2）

3、 MxMatmulTla 与 BlockMmadTla 搭配使用的 DispatchPolicy 为 Gemm::MmadMx（定义见 include/catlass/gemm/dispatch_policy.hpp），模板参数顺序与默认值如下：

模板参数	默认值	参数说明
ArchTag	无	架构标签，例如 Arch::Ascend950
ENABLE_UNIT_FLAG	false	是否开启 UnitFlag；当 L0C_STAGES > 1（L0C 多缓冲）时必须为 false
L1_SCALE_FACTOR_K	16	GM→L1 的 MX scale 一次驻留所覆盖的 L1 K 方向条带个数；为 1 时表示每个 L1 K 条带各搬一次 scale（见类型内注释）
L0C_STAGES	1	L0C 缓冲段数；设为 2 可开启 L0C 双缓冲（需与 ENABLE_UNIT_FLAG 约束一致）
ENABLE_L1_RESIDENT	false	是否开启 L1 常驻
L1A_STAGES	2	L1 上加载矩阵 A 的 buffer 数量
L1B_STAGES	2	L1 上加载矩阵 B 的 buffer 数量
L0A_STAGES	2	L0 上加载矩阵 A 的 buffer 数量
L0B_STAGES	2	L0 上加载矩阵 B 的 buffer 数量

设矩阵Shape为M N K, L1上的分块大小为m1 n1 k1，M方向的分块数量mTiles = CeilDiv(M, m1)，N方向的分块数量nTiles = CeilDiv(N, n1)，总任务数为taskBlocks = mTiles * nTiles，在以下两种情况下可以选择开启enableL1Resident：

1.mTiles = 1，且nTiles > CoreNum，且K < 2 * k1。此时还可以设置l0CStages=2(需要关闭enableUnitFlag)，如果空间不足无法设置l0CStages=2，则将n1设置为原来的一半。

2.nTiles = 1，且mTiles > CoreNum, 且K < 2 * k1。此时还可以设置l0CStages=2(需要关闭enableUnitFlag)，如果空间不足无法设置l0CStages=2，则将m1设置为原来的一半。