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합성곱 연산 장치, 합성곱 연산 방법 및 합성곱 연산 방법을 실행시키도록 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램

  • 기술번호 : KST2022022746
  • 담당센터 : 서울서부기술혁신센터
  • 전화번호 : 02-6124-6930
요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 개시된 발명의 일 측면에 의하면, 입력 데이터 행렬의 성분마다 엘레멘트 아이디를 부여하고, 이러한 엘레멘트 아이디를 기초로 서로 중복되는 중복 성분들에 대하여 하나의 레지스터를 할당할 수 있어서, 일반적인 합성곱 연산 방법보다 연산 속도가 빠르고, 에너지 효율이 좋은 합성곱 연산 방법을 제공할 수 있다. 일 실시예에 따른 입력 데이터 행렬을 설정된 필터 행렬과 일반 행렬 곱(GEneral Matrix Multiplication) 연산하여 출력 데이터 행렬에 대응하는 특징 데이터 행렬을 생성하는 합성곱 연산 방법은, 적어도 하나의 프로세서에 의해, 상기 입력 데이터 행렬의 복수의 성분들 중 서로 중복되는 데이터를 나타내는 중복 성분들의 제1 목적 레지스터 주소들이 동일한 제2 목적 레지스터 주소에 대응하도록 레지스터 매핑 테이블을 갱신하는 단계; 및 적어도 하나의 프로세서에 의해, 레지스터 매핑 테이블에 기초하여 중복 성분들에 대해 동일한 제2 목적 레지스터 주소를 가지는 레지스터를 재사용하여 합성곱 연산을 수행하는 단계;를 포함할 수 있다.
Int. CL G06F 7/544 (2017.01.01) G06F 9/30 (2018.01.01) G06F 17/16 (2006.01.01) G06N 3/063 (2006.01.01)
CPC G06F 7/5443(2013.01) G06F 9/3012(2013.01) G06F 17/16(2013.01) G06N 3/063(2013.01)
출원번호/일자 1020220063051 (2022.05.23)
출원인 연세대학교 산학협력단
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2022-0158639 (2022.12.01) 문서열기
공고번호/일자
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보 대한민국  |   1020210066176   |   2021.05.24
법적상태 공개
심사진행상태 수리
심판사항
구분 국내출원/신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2022.05.23)
심사청구항수 19

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 연세대학교 산학협력단 대한민국 서울특별시 서대문구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 송진호 서울특별시 용산구
2 노원우 서울특별시 강남구
3 김현진 서울특별시 서대문구
4 안성우 서울특별시 서대문구
5 오윤호 서울특별시 성북구
6 김보길 서울특별시 서대문구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 리앤목특허법인 대한민국 서울 강남구 언주로 **길 **, *층, **층, **층, **층(도곡동, 대림아크로텔)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2022.05.23 수리 (Accepted) 1-1-2022-0544346-48
2 [출원서 등 보정]보정서
[Amendment to Patent Application, etc.] Amendment
2022.09.27 수리 (Accepted) 1-1-2022-1018901-64
3 특허고객번호 정보변경(경정)신고서·정정신고서
2022.10.07 수리 (Accepted) 4-1-2022-5235822-97
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번호 청구항
1 1
입력 데이터 행렬을 설정된 필터 행렬과 일반 행렬 곱(GEneral Matrix Multiplication) 연산하여 출력 데이터 행렬에 대응하는 특징 데이터 행렬을 생성하는 합성곱 연산 방법에 있어서,적어도 하나의 프로세서에 의해, 상기 입력 데이터 행렬의 복수의 성분들 중 서로 중복되는 데이터를 나타내는 중복 성분들의 제1 목적 레지스터들 주소들이 동일한 제2 목적 레지스터 주소에 대응하도록 레지스터 매핑 테이블을 갱신하는 단계; 및상기 적어도 하나의 프로세서에 의해, 상기 레지스터 매핑 테이블에 기초하여 상기 중복 성분들에 대해 상기 동일한 제2 목적 레지스터 주소를 가지는 레지스터를 재사용하여 합성곱 연산을 수행하는 단계;를 포함하는, 합성곱 연산 방법
2 2
제1항에 있어서,상기 레지스터 매핑 테이블을 갱신하는 단계는,상기 복수의 성분들의 식별자를 생성하는 단계; 및상기 복수의 성분들 중 동일한 식별자가 생성된 성분들의 제1 목적 레지스터 주소들이 동일한 제2 목적 레지스터 주소에 대응하도록 상기 레지스터 매핑 테이블을 갱신하는 단계;를 포함하는, 합성곱 연산 방법
3 3
제2항에 있어서,상기 식별자는, 엘레멘트 아이디를 포함하고,상기 식별자를 생성하는 단계는,상기 복수의 성분들의 어레이 인덱스, 상기 필터 행렬의 행의 개수 및 열의 개수 및 상기 출력 데이터 행렬의 열의 개수에 기초하여 상기 복수의 성분들의 패치 아이디를 생성하는 단계; 및상기 패치 아이디 및 상기 복수의 성분들의 오프셋에 기초하여 상기 복수의 성분들의 엘레멘트 아이디를 생성하는 단계;를 포함하며,상기 오프셋은,상기 패치 아이디, 상기 입력 데이터 행렬의 열의 개수 및 채널의 개수에 기초하여 결정되는 값이고,상기 어레이 인덱스는, 상기 복수의 성분들이 단일 차원 어레이로 배열되었을 때 각 성분들의 위치를 나타내는 값인, 합성곱 연산방법
4 4
제3항에 있어서,상기 식별자는, 배치 아이디를 더 포함하고,상기 식별자를 생성하는 단계는,상기 복수의 성분들의 어레이 인덱스, 상기 필터 행렬의 행의 개수 및 열의 개수 및 출력 데이터 행렬의 행의 개수 및 열의 개수에 기초하여 상기 복수의 성분들의 배치 아이디를 생성하는 단계;를 더 포함하는, 합성곱 연산 방법
5 5
제3항에 있어서,상기 패치 아이디를 생성하는 단계는,상기 복수의 성분들의 제1 패치 요소 및 제2 패치 요소를 산출하는 단계; 및상기 제1 패치 요소에 상기 필터 행렬의 스트라이드를 곱한 값에 상기 제2 패치 요소를 더하여 상기 패치 아이디를 생성하는 단계;를 포함하고,상기 제1 패치 요소는,상기 복수의 성분들의 행 요소를 상기 출력 데이터 행렬의 열의 개수로 나누었을 때 출력되는 몫이고,상기 제2 패치 요소는,상기 복수의 성분들의 열 요소를 상기 필터 행렬의 열의 개수로 나누었을 때 출력되는 몫이며, 상기 행 요소는, 상기 어레이 인덱스를 상기 필터 행렬의 크기로 나누었을때 출력되는 몫이고,상기 열 요소는, 상기 어레이 인덱스를 상기 필터 행렬의 크기로 나누었을때, 출력되는 나머지인, 합성곱 연산 방법
6 6
제5항에 있어서,상기 엘레멘트 아이디를 생성하는 단계는,상기 오프셋에 상기 행 요소를 상기 출력 데이터 행렬의 열의 개수에 상기 채널의 개수 및 상기 스트라이드를 곱한 값으로 나누었을 때 출력되는 나머지 값과, 상기 열 요소를 상기 필터 행렬의 열의 개수에 상기 채널의 개수를 곱한 값으로 나누었을 때 출력되는 나머지 값을 더하여 상기 엘레멘트 아이디를 생성하고,상기 입력 데이터 행렬의 오프셋은,상기 패치 아이디에 상기 입력 데이터 행렬의 열의 개수 및 채널의 개수를 곱한 값인, 합성곱 연산 방법
7 7
제1항에 있어서,상기 적어도 하나의 프로세서에 의해, 원본 입력 데이터 행렬의 크기, 복수의 성분들의 개수 및 순서를 워크스페이스에 해당하는 메모리 영역으로 변경하여 상기 입력 데이터 행렬을 생성하는 단계;를 더 포함하고,상기 입력 데이터 행렬은,상기 원본 입력 데이터 행렬이 필터 행렬과 GEMM 연산으로 상기 특징 데이터 행렬을 출력할 수 있도록, 상기 원본 입력 데이터 행렬의 복수의 성분들이 규칙을 가지고 재조합되어 배열된 행렬인, 합성곱 연산 방법
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제7항에 있어서,상기 입력 데이터 행렬을 생성하는 단계는,상기 원본 입력 데이터 행렬을 특징 데이터 행렬의 행의 개수와 동일한 행의 개수를 가지고, 상기 필터 행렬의 크기와 동일한 열의 개수를 가지는 워크스페이스로 변환하여 상기 입력 데이터 행렬을 생성하는 단계;를 포함하는, 합성곱 연산 방법
9 9
제1항에 있어서,상기 레지스터 매핑 테이블을 갱신하는 단계는,텐서 코어 로드 데이터를 입력받는 단계;상기 텐서 코어 로드 데이터에 포함된 제1 목적 레지스터 주소를 가지는 성분의 식별자 및 제2 목적 레지스터 주소가 로드 기록 버퍼에 기록되어 있는지 식별하는 단계;상기 식별자 및 상기 제2 목적 레지스터 주소가 상기 로드 기록 버퍼에 기록되어 있지 않은 경우, 메모리에 접근하여 메모리 계층으로부터 상기 성분의 데이터를 패치하고, 상기 식별자 및 상기 패치된 데이터가 저장된 레지스터의 제2 목적 레지스터 주소를 상기 로드 기록 버퍼에 기록하고, 상기 로드 기록 버퍼에 기록된 제2 목적 레지스터 주소가 상기 제1 목적 레지스터 주소에 대응하도록 상기 레지스터 매핑 테이블을 갱신하는 단계; 및상기 식별자 및 상기 제2 목적 레지스터 주소가 상기 로드 기록 버퍼에 기록되어 있는 경우, 메모리에 접근하지 않고 상기 로드 기록 버퍼에 기록된 제2 목적 레지스터 주소가 상기 제1 목적 레지스터 주소에 대응하도록 상기 레지스터 매핑 테이블을 갱신하는 단계;를 포함하는, 합성곱 연산 방법
10 10
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 합성곱 연산 방법을 실행시키도록 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램
11 11
합성곱 연산 장치에 있어서,레지스터 매핑 테이블이 저장된 메모리; 및입력 데이터 행렬을 설정된 필터 행렬과 일반 행렬 곱(GEneral Matrix Multiplication) 연산하여 출력 데이터 행렬에 대응하는 특징 데이터 행렬을 생성하는 합성곱 연산을 수행하는 프로세서;를 포함하고,상기 프로세서는,상기 입력 데이터 행렬의 복수의 성분들 중 서로 중복되는 데이터를 나타내는 중복 성분들의 제1 목적 레지스터 주소들이 동일한 제2 목적 레지스터 주소에 대응하도록 상기 레지스터 매핑 테이블을 갱신하고,상기 레지스터 매핑 테이블에 기초하여 상기 중복 성분들에 대해 상기 동일한 제2 목적 레지스터 주소를 가지는 레지스터를 재사용하여 합성곱 연산을 수행하는, 합성곱 연산 장치
12 12
제11항에 있어서,상기 프로세서는,상기 복수의 성분들의 식별자를 생성하고,상기 복수의 성분들 중 동일한 식별자가 생성된 성분들의 제1 목적 레지스터 주소들이 동일한 제2 목적 레지스터 주소에 대응하도록 상기 레지스터 매핑 테이블을 갱신하는, 합성곱 연산 장치
13 13
제12항에 있어서,상기 식별자는, 엘레멘트 아이디를 포함하고,상기 프로세서는,상기 복수의 성분들의 어레이 인덱스, 상기 필터 행렬의 행의 개수 및 열의 개수 및 상기 출력 데이터 행렬의 열의 개수에 기초하여 상기 복수의 성분들의 패치 아이디를 생성하고,상기 패치 아이디 및 상기 복수의 성분들의 오프셋에 기초하여 상기 복수의 성분들의 엘레멘트 아이디를 생성하며,상기 오프셋은,상기 패치 아이디, 상기 입력 데이터 행렬의 열의 개수 및 채널의 개수에 기초하여 결정되는 값이고,상기 어레이 인덱스는, 상기 복수의 성분들이 단일 차원 어레이로 배열되었을 때 각 성분들의 위치를 나타내는 값인, 합성곱 연산장치
14 14
제13항에 있어서,상기 식별자는, 배치 아이디를 더 포함하고,상기 프로세서는,상기 복수의 성분들의 어레이 인덱스, 상기 필터 행렬의 행의 개수 및 열의 개수 및 출력 데이터 행렬의 행의 개수 및 열의 개수에 기초하여 상기 복수의 성분들의 배치 아이디를 생성하는, 합성곱 연산 장치
15 15
제13항에 있어서,상기 프로세서는,상기 복수의 성분들의 제1 패치 요소 및 제2 패치 요소를 산출하고,상기 제1 패치 요소에 상기 필터 행렬의 스트라이드를 곱한 값에 상기 제2 패치 요소를 더하여 상기 패치 아이디를 생성하고,상기 제1 패치 요소는,상기 복수의 성분들의 행 요소를 상기 출력 데이터 행렬의 열의 개수로 나누었을 때 출력되는 몫이고,상기 제2 패치 요소는,상기 복수의 성분들의 열 요소를 상기 필터 행렬의 열의 개수로 나누었을 때 출력되는 몫이며, 상기 행 요소는, 상기 어레이 인덱스를 상기 필터 행렬의 크기로 나누었을때 출력되는 몫이고,상기 열 요소는, 상기 어레이 인덱스를 상기 필터 행렬의 크기로 나누었을때, 출력되는 나머지인, 합성곱 연산 장치
16 16
제15항에 있어서,상기 프로세서는,상기 오프셋에 상기 행 요소를 상기 출력 데이터 행렬의 열의 개수에 상기 채널의 개수 및 상기 스트라이드를 곱한 값으로 나누었을 때 출력되는 나머지 값과, 상기 열 요소를 상기 필터 행렬의 열의 개수에 상기 채널의 개수를 곱한 값으로 나누었을 때 출력되는 나머지 값을 더하여 상기 엘레멘트 아이디를 생성하고,상기 입력 데이터 행렬의 오프셋은,상기 패치 아이디에 상기 입력 데이터 행렬의 열의 개수 및 채널의 개수를 곱한 값인, 합성곱 연산 장치
17 17
제11항에 있어서,상기 프로세서는,원본 입력 데이터 행렬의 크기, 복수의 성분들의 개수 및 순서를 워크스페이스에 해당하는 메모리 영역으로 변경하여 상기 입력 데이터 행렬을 생성하고,상기 입력 데이터 행렬은,상기 원본 입력 데이터 행렬이 필터 행렬과 GEMM 연산으로 상기 특징 데이터 행렬을 출력할 수 있도록, 상기 원본 입력 데이터 행렬의 복수의 성분들이 규칙을 가지고 재조합되어 배열된 행렬인, 합성곱 연산 장치
18 18
제17항에 있어서,상기 프로세서는,상기 원본 입력 데이터 행렬을 특징 데이터 행렬의 행의 개수와 동일한 행의 개수를 가지고, 상기 필터 행렬의 크기와 동일한 열의 개수를 가지는 워크스페이스로 변환하여 상기 입력 데이터 행렬을 생성하는, 합성곱 연산 장치
19 19
제11항에 있어서,상기 프로세서는,텐서 코어 로드 데이터를 입력받고,상기 텐서 코어 로드 데이터에 포함된 제1 목적 레지스터 주소를 가지는 성분의 식별자 및 제2 목적 레지스터 주소가 로드 기록 버퍼에 기록되어 있는지 식별하고,상기 식별자 및 상기 제2 목적 레지스터 주소가 상기 로드 기록 버퍼에 기록되어 있지 않은 경우, 상기 성분의 데이터를 패치하고, 상기 식별자 및 상기 패치된 데이터가 저장된 레지스터의 제2 목적 레지스터 주소를 상기 로드 기록 버퍼에 기록하고, 상기 로드 기록 버퍼에 기록된 제2 목적 레지스터 주소가 상기 제1 목적 레지스터 주소에 대응하도록 상기 레지스터 매핑 테이블을 갱신하고,상기 식별자 및 상기 제2 목적 레지스터 주소가 상기 로드 기록 버퍼에 기록되어 있는 경우, 상기 로드 기록 버퍼에 기록된 제2 목적 레지스터 주소가 상기 제1 목적 레지스터 주소에 대응하도록 상기 레지스터 매핑 테이블을 갱신하는, 합성곱 연산 장치
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1 과학기술정보통신부 연세대학교 개인기초연구(과기정통부) 온-디바이스 개인화 추천시스템을 위한 가속기 프로세서 설계 및 최적화