本技術(shù)實(shí)施例涉及芯片，尤其涉及一種數(shù)據(jù)處理方法和數(shù)據(jù)處理裝置。

背景技術(shù)：

1、如今，人工智能(artificial?intelligence，ai)和機(jī)器學(xué)習(xí)的各種實(shí)現(xiàn)正在推動(dòng)許多技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新，其中，卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等主流神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在圖像分類和圖像處理等領(lǐng)域取得了令人矚目的成果。

2、在目前的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，每一層網(wǎng)絡(luò)的結(jié)果都需要通過激活函數(shù)的處理，以增加神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的非線性，激活函數(shù)的不斷發(fā)展是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不斷進(jìn)步完善的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。但是，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中通常需要龐大的參數(shù)量和計(jì)算量，激活函數(shù)的非線性特性使得處理器的性能存在性能瓶頸。由此，如何提高處理器的性能，成為亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)實(shí)施例提供一種數(shù)據(jù)處理方法和數(shù)據(jù)處理裝置，改善了處理器的性能低的問題。

2、為達(dá)到上述目的，本技術(shù)實(shí)施例采用如下技術(shù)方案。

3、第一方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種數(shù)據(jù)處理方法，該數(shù)據(jù)處理方法應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理裝置，數(shù)據(jù)處理裝置包括處理器核、輸入接口和輸出接口。該方法包括：處理器核通過輸入接口獲取目標(biāo)函數(shù)的輸入數(shù)據(jù)，目標(biāo)函數(shù)包括多個(gè)第一分段范圍，每個(gè)第一分段范圍包括多個(gè)第二分段范圍，多個(gè)第二分段范圍和多個(gè)多項(xiàng)式系數(shù)一一對(duì)應(yīng)，輸入數(shù)據(jù)包括第一索引、第二索引以及數(shù)據(jù)比特，第一索引與數(shù)據(jù)比特所處的第一分段范圍對(duì)應(yīng)，第二索引與數(shù)據(jù)比特所處的第二分段范圍對(duì)應(yīng)，第二索引的位寬和目標(biāo)函數(shù)在第一分段范圍中的斜率相關(guān)。處理器核基于第一索引和第二索引確定數(shù)據(jù)比特對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式系數(shù)。處理器核基于數(shù)據(jù)比特和多項(xiàng)式系數(shù)進(jìn)行多項(xiàng)式計(jì)算，得到目標(biāo)函數(shù)的輸出數(shù)據(jù)，并通過輸出接口輸出目標(biāo)函數(shù)的輸出數(shù)據(jù)。

4、本技術(shù)實(shí)施例提供的數(shù)據(jù)處理方法中，采用二次索引的方式，處理器核先基于第一索引確定數(shù)據(jù)比特所處的第一分段范圍，其中，第一分段范圍可以理解為粗粒度片段。處理器核再基于第二索引確定數(shù)據(jù)比特所處的第二分段范圍，其中，第二分段范圍可以理解為細(xì)粒度片段。另外，第二索引的位寬和目標(biāo)函數(shù)在第一分段范圍中的斜率相關(guān)，其中，若目標(biāo)函數(shù)在第一分段范圍中的斜率較大，可以使用較大位寬的第二索引，若目標(biāo)函數(shù)在第一分段范圍中的斜率較小，可以使用較小位寬的第二索引。由此，可以減少目標(biāo)函數(shù)的分段范圍的數(shù)量，減少用于存儲(chǔ)多項(xiàng)式系數(shù)的存儲(chǔ)空間，提高處理器核的性能。并且本技術(shù)實(shí)施例提供的方法中均為均勻分段，不需要采用比較器來獲取分段范圍，進(jìn)一步減少了設(shè)計(jì)成本和電路面積。

5、在一種可能的設(shè)計(jì)中，處理器核基于目標(biāo)函數(shù)的輸入數(shù)據(jù)的第一索引和第二索引確定數(shù)據(jù)比特對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式系數(shù)，包括：處理器核根據(jù)第一索引，確定查找表標(biāo)識(shí)與第一索引對(duì)應(yīng)的查找表，查找表中存儲(chǔ)有第二分段范圍與多項(xiàng)式系數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。處理器核根據(jù)第二索引，確定查找表中與第二索引指示的第二分段范圍對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式系數(shù)，將多項(xiàng)式系數(shù)確定為數(shù)據(jù)比特對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式系數(shù)。

6、這種設(shè)計(jì)中，采用二次索引的方式，先根據(jù)第一索引確定查找表，其中，查找表標(biāo)識(shí)與第一索引一一對(duì)應(yīng)，也即和第一分段范圍一一對(duì)應(yīng)，再根據(jù)第二索引確定查找表中存儲(chǔ)的多項(xiàng)式系數(shù)。由于第二索引的位寬和目標(biāo)函數(shù)在第一分段范圍的斜率相關(guān)，則可以減少目標(biāo)函數(shù)的分段數(shù)目，減少查找表占用的存儲(chǔ)空間，提高處理器核的性能。

7、在一種可能的設(shè)計(jì)中，多項(xiàng)式系數(shù)包括高位字段和低位字段，若多個(gè)多項(xiàng)式系數(shù)的高位字段相同，則在查找表存儲(chǔ)多個(gè)多項(xiàng)式系數(shù)中的第一多項(xiàng)式系數(shù)時(shí)，存儲(chǔ)第一多項(xiàng)式系數(shù)的高位字段和低位字段，以及在查找表存儲(chǔ)多個(gè)多項(xiàng)式系數(shù)中除第一多項(xiàng)式系數(shù)外的多項(xiàng)式系數(shù)時(shí)，存儲(chǔ)多項(xiàng)式系數(shù)的低位字段。

8、這種設(shè)計(jì)中，采用省略同一個(gè)查找表中相同的高位比特，只存儲(chǔ)低位比特的部分存儲(chǔ)方式，可以進(jìn)一步減少查找表占用的存儲(chǔ)空間，提高處理器核的性能。

9、在一種可能的設(shè)計(jì)中，多項(xiàng)式系數(shù)包括高位字段和低位字段，若多個(gè)多項(xiàng)式系數(shù)的低位字段的差值小于閾值，則在查找表存儲(chǔ)多個(gè)多項(xiàng)式系數(shù)中的第一多項(xiàng)式系數(shù)時(shí)，存儲(chǔ)第一多項(xiàng)式系數(shù)的高位字段和低位字段，以及在查找表存儲(chǔ)多個(gè)多項(xiàng)式系數(shù)中除第一多項(xiàng)式系數(shù)外的多項(xiàng)式系數(shù)時(shí)，存儲(chǔ)多項(xiàng)式系數(shù)的高位字段。

10、這種設(shè)計(jì)中，采用省略同一個(gè)查找表中滿足閾值的低位比特，只存儲(chǔ)高位比特的部分存儲(chǔ)方式，可以進(jìn)一步減少查找表占用的存儲(chǔ)空間，提高處理器核的性能。

11、在一種可能的設(shè)計(jì)中，多項(xiàng)式系數(shù)包括高位字段、中位字段和低位字段，若多個(gè)多項(xiàng)式系數(shù)的高位字段相同，且多個(gè)多項(xiàng)式系數(shù)的低位字段的差值小于閾值，則在查找表存儲(chǔ)多個(gè)多項(xiàng)式系數(shù)中的第一多項(xiàng)式系數(shù)時(shí)，存儲(chǔ)第一多項(xiàng)式系數(shù)的高位字段、中位字段和低位字段，以及在查找表存儲(chǔ)多個(gè)多項(xiàng)式系數(shù)中除第一多項(xiàng)式系數(shù)外的多項(xiàng)式系數(shù)時(shí)，存儲(chǔ)多項(xiàng)式系數(shù)的中位字段。

12、這種設(shè)計(jì)中，采用省略同一個(gè)查找表中相同高位比特和滿足閾值的低位比特，只存儲(chǔ)中位比特的部分存儲(chǔ)方式，可以進(jìn)一步減少查找表占用的存儲(chǔ)空間，提高處理器核的性能。

13、在一種可能的設(shè)計(jì)中，第一索引為輸入數(shù)據(jù)中除固定位外的最高位開始，且位寬為第一位寬的比特值，第二索引為輸入數(shù)據(jù)中除第一索引外的最高位開始，且位寬為第二位寬的比特值。

14、這種設(shè)計(jì)中，輸入數(shù)據(jù)中只有數(shù)據(jù)比特參與多項(xiàng)式計(jì)算，多項(xiàng)式計(jì)算的位寬較小，可以減少硬件開銷。

15、在一種可能的設(shè)計(jì)中，若目標(biāo)函數(shù)的輸入變量為浮點(diǎn)數(shù)據(jù)，處理器核通過輸入接口獲取目標(biāo)函數(shù)的輸入數(shù)據(jù)，包括：處理器核通過輸入接口獲取浮點(diǎn)數(shù)據(jù)。處理器核根據(jù)目標(biāo)函數(shù)特征對(duì)浮點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分離，得到目標(biāo)函數(shù)的符號(hào)位、指數(shù)值和輸入數(shù)據(jù)。

16、在一種可能的設(shè)計(jì)中，處理器核基于數(shù)據(jù)比特和多項(xiàng)式系數(shù)進(jìn)行多項(xiàng)式計(jì)算，得到目標(biāo)函數(shù)的輸出數(shù)據(jù)，包括：處理器核基于數(shù)據(jù)比特和多項(xiàng)式系數(shù)進(jìn)行多項(xiàng)式計(jì)算，得到目標(biāo)函數(shù)的計(jì)算結(jié)果；處理器核根據(jù)目標(biāo)函數(shù)特征對(duì)計(jì)算結(jié)果、符號(hào)位以及指數(shù)值進(jìn)行處理，得到目標(biāo)函數(shù)的輸出數(shù)據(jù)。

17、這種設(shè)計(jì)中，本技術(shù)實(shí)施例提供的數(shù)據(jù)處理方法也支持浮點(diǎn)數(shù)據(jù)的目標(biāo)函數(shù)的計(jì)算過程。在確定多項(xiàng)式系數(shù)之前，進(jìn)行浮點(diǎn)預(yù)處理，也即是對(duì)浮點(diǎn)數(shù)進(jìn)行分離，得到符號(hào)位、指數(shù)值和輸入數(shù)據(jù)。然后對(duì)目標(biāo)函數(shù)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行浮點(diǎn)后處理，也即是對(duì)計(jì)算結(jié)果、符號(hào)位和指數(shù)值進(jìn)行結(jié)合處理，得到目標(biāo)函數(shù)的輸出數(shù)據(jù)。

18、第二方面，本技術(shù)實(shí)施例提供一種數(shù)據(jù)處理裝置，數(shù)據(jù)處理裝置包括：處理器核、輸入接口和輸出接口。輸入接口用于獲取目標(biāo)函數(shù)的輸入數(shù)據(jù)，目標(biāo)函數(shù)包括多個(gè)第一分段范圍，每個(gè)第一分段范圍包括多個(gè)第二分段范圍，多個(gè)第二分段范圍和多個(gè)多項(xiàng)式系數(shù)一一對(duì)應(yīng)，輸入數(shù)據(jù)包括第一索引、第二索引以及數(shù)據(jù)比特，第一索引與數(shù)據(jù)比特所處的第一分段范圍對(duì)應(yīng)，第二索引與數(shù)據(jù)比特所處的第二分段范圍對(duì)應(yīng)，第二索引的位寬和目標(biāo)函數(shù)在第一分段范圍中的斜率相關(guān)。處理器核用于基于第一索引和第二索引確定輸入數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式系數(shù)。處理器核還用于基于數(shù)據(jù)比特和多項(xiàng)式系數(shù)進(jìn)行多項(xiàng)式計(jì)算，得到目標(biāo)函數(shù)的輸出數(shù)據(jù)。輸出接口用于輸出目標(biāo)函數(shù)的輸出數(shù)據(jù)。

19、在一種可能的設(shè)計(jì)中，處理器核，具體用于根據(jù)第一索引，確定查找表標(biāo)識(shí)與第一索引對(duì)應(yīng)的查找表，查找表中存儲(chǔ)有第二分段范圍與多項(xiàng)式系數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。根據(jù)第二索引，確定查找表中與第二索引指示的第二分段范圍對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式系數(shù)，將多項(xiàng)式系數(shù)確定為數(shù)據(jù)比特對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式系數(shù)。

20、在一種可能的設(shè)計(jì)中，多項(xiàng)式系數(shù)包括高位字段和低位字段，若多個(gè)多項(xiàng)式系數(shù)的高位字段相同，則在查找表存儲(chǔ)多個(gè)多項(xiàng)式系數(shù)中的第一多項(xiàng)式系數(shù)時(shí)，存儲(chǔ)第一多項(xiàng)式系數(shù)的高位字段和低位字段，以及在查找表存儲(chǔ)多個(gè)多項(xiàng)式系數(shù)中除第一多項(xiàng)式系數(shù)外的多項(xiàng)式系數(shù)時(shí)，存儲(chǔ)多項(xiàng)式系數(shù)的低位字段。

21、在一種可能的設(shè)計(jì)中，多項(xiàng)式系數(shù)包括高位字段和低位字段，若多個(gè)多項(xiàng)式系數(shù)的低位字段的差值小于閾值，則在查找表存儲(chǔ)多個(gè)多項(xiàng)式系數(shù)中的第一多項(xiàng)式系數(shù)時(shí)，存儲(chǔ)第一多項(xiàng)式系數(shù)的高位字段和低位字段，以及在查找表存儲(chǔ)多個(gè)多項(xiàng)式系數(shù)中除第一多項(xiàng)式系數(shù)外的多項(xiàng)式系數(shù)時(shí)，存儲(chǔ)多項(xiàng)式系數(shù)的高位字段。

22、在一種可能的設(shè)計(jì)中，多項(xiàng)式系數(shù)包括高位字段、中位字段和低位字段，若多個(gè)多項(xiàng)式系數(shù)的高位字段相同，且多個(gè)多項(xiàng)式系數(shù)的低位字段的差值小于閾值，則在查找表存儲(chǔ)多個(gè)多項(xiàng)式系數(shù)中的第一多項(xiàng)式系數(shù)時(shí)，存儲(chǔ)第一多項(xiàng)式系數(shù)的高位字段、中位字段和低位字段，以及在查找表存儲(chǔ)多個(gè)多項(xiàng)式系數(shù)中除第一多項(xiàng)式系數(shù)外的多項(xiàng)式系數(shù)時(shí)，存儲(chǔ)多項(xiàng)式系數(shù)的中位字段。

23、在一種可能的設(shè)計(jì)中，第一索引為輸入數(shù)據(jù)中除固定位外的最高位開始，且位寬為第一位寬的比特值，第二索引為輸入數(shù)據(jù)除第一索引外的最高位開始，且位寬為第二位寬的比特值。

24、在一種可能的設(shè)計(jì)中，若目標(biāo)函數(shù)的輸入變量為浮點(diǎn)數(shù)據(jù)，處理器核具體用于通過輸入接口獲取浮點(diǎn)數(shù)據(jù)。根據(jù)目標(biāo)函數(shù)特征對(duì)浮點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分離，得到目標(biāo)函數(shù)的符號(hào)位、指數(shù)值和輸入數(shù)據(jù)。

25、在一種可能的設(shè)計(jì)中，處理器核具體用于基于數(shù)據(jù)比特和多項(xiàng)式系數(shù)進(jìn)行多項(xiàng)式計(jì)算，得到目標(biāo)函數(shù)的計(jì)算結(jié)果；根據(jù)目標(biāo)函數(shù)特征對(duì)計(jì)算結(jié)果、符號(hào)位以及指數(shù)值進(jìn)行處理，得到目標(biāo)函數(shù)的輸出數(shù)據(jù)。

26、第二方面的有益效果可以參見第一方面的說明。

27、第三方面，本技術(shù)實(shí)施例提供一種芯片，芯片包括數(shù)據(jù)處理裝置和存儲(chǔ)器。其中，數(shù)據(jù)處理裝置用于讀取并執(zhí)行存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的程序指令，以實(shí)現(xiàn)第一方面的方法。

28、第四方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，當(dāng)計(jì)算機(jī)指令在電子設(shè)備上運(yùn)行時(shí)，使得電子設(shè)備執(zhí)行上述第一方面任一項(xiàng)可能的實(shí)現(xiàn)方式中的數(shù)據(jù)處理方法。

29、第五方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，當(dāng)計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品在計(jì)算機(jī)或處理器上運(yùn)行時(shí)，使得計(jì)算機(jī)或處理器執(zhí)行上述第一方面及任一項(xiàng)可能的實(shí)現(xiàn)方式中的數(shù)據(jù)處理方法。

30、可以理解的是，上述提供的任一種數(shù)據(jù)處理裝置、芯片、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品等均可以應(yīng)用于上文所提供的對(duì)應(yīng)的方法，因此，其所能達(dá)到的有益效果可參考對(duì)應(yīng)的方法中的有益效果，此處不再贅述。

31、本技術(shù)的這些方面或其他方面在以下的描述中會(huì)更加簡(jiǎn)明易懂。