E-BOOK 从RTL级代码剖析FPGA加速大模型训练与推理 苏宏博 从RTL级代码剖析FPGA加速大模型训练与推理

从RTL级代码剖析FPGA加速大模型训练与推理

用FPGA做大模型加速和推理,本书从理论到实践,聚焦核心技术和实用方法,工程师和研究者都能用得上。

👤 苏宏博 📖 清华大学出版社 📋 9787302704829 🌐 zh-CN
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  • 硬件加速入门难:从RTL级代码出发,系统讲解FPGA基础与Verilog HDL,降低硬件设计学习门槛。
  • 计算瓶颈突破:深入剖析深度学习算法计算特性,提供FPGA并行计算与流水线优化方案,提升推理速度。
  • 资源调度困境:详解FPGA架构与资源分配策略,解决多核协同与内存带宽瓶颈。
  • 模型压缩落地:介绍量化与剪枝技术,指导在FPGA上高效部署压缩后的神经网络模型。
  • 编译器开发难题:面向FPGA的深度学习编译器设计思路,帮助实现从算法到硬件的自动化映射。
★★★
Intermediate
BeginnerElementaryIntermediateAdvancedExpert
  • FPGA设计工程师:需掌握RTL级开发,本书提供从基础到进阶的完整路径,提升大模型加速实战能力。
  • 深度学习算法工程师:了解硬件实现细节,有助于优化模型结构,实现算法与硬件的协同设计。
  • 计算机体系结构研究者:通过FPGA案例深入理解异构计算与硬件加速原理,拓宽研究视野。
  • 电子工程专业学生:理论与实践结合,为课程设计和毕业课题提供FPGA加速大模型的实用参考。
  1. 基础先行:前3章务必精读,掌握FPGA架构与Verilog HDL语法,为后续RTL级分析打下坚实基础。
  2. 重点突破:第6-9章是核心,聚焦Transformer模型与大模型训练优化,建议结合代码逐行剖析。
  3. 实践结合:每章后的思考题与工程案例,务必动手仿真,加深对资源调度与量化技术的理解。
  4. 延伸阅读:第10-12章涉及异构计算与编译器,可结合开源工具(如Vivado HLS)进行实验验证。
  • 体系构建:从RTL级视角全面理解FPGA加速深度学习全流程,形成硬件-算法协同设计思维。
  • 代码能力:掌握Verilog HDL编写高效加速模块,学会利用流水线与并行化提升计算吞吐。
  • 优化技巧:学会模型量化、剪枝及资源调度策略,在有限硬件资源下实现大模型高性能推理。
  • 工程实践:通过Transformer加速案例,积累FPGA部署大模型的实际经验,缩短项目开发周期。
  • 前沿视野:了解异构计算与编译器设计趋势,为后续研究或职业发展奠定技术基础。

📖 Book Introduction

《从RTL级代码剖析FPGA加速大模型训练与推理》系统而深入地介绍了FPGA在大规模神经网络训练与推理中的应用,重点聚焦于FPGA的硬件架构、计算优化与资源调度等技术。《从RTL级代码剖析FPGA加速大模型训练与推理》共分为12章,内容涵盖FPGA与VerilogHDL基础、FPGA的基本架构、深度学习算法的计算特性、硬件加速的基本思路、模型压缩与量化技术、FPGA在Transformer模型中的应用、大模型训练的硬件优化、异构计算架构中的FPGA角色,以及面向FPGA的深度学习编译器开发。《从RTL级代码剖析FPGA加速大模型训练与推理》对FPGA硬件设计、计算资源调度、硬件优化等技术进行了详尽分析,读者可以从中获得利用FPGA加速深度学习计算的核心方法与思路。通过理论与实践相结合,《从RTL级代码剖析FPGA加速大模型训练与推理》为读者提供了一套从硬件设计到算法优化的完整知识体系。无论是希望深入学习FPGA设计的学生,还是正在从事FPGA加速开发的专业工程师,都能从本书中获得丰富的专业知识与实用的工程技能。

📑 Table of Contents

目 录 第 1 部分 FPGA与深度学习基础 第 1 章 FPGA与Verilog HDL基础 2 1.1 FPGA的基本架构与计算特性 2 1.1.1 FPGA的基本架构:LUT、BRAM、DSP与互连 2 1.1.2 FPGA的并行计算特性及其相较于GPU、CPU的优势 4 1.1.3 FPGA在深度学习中的主要应用场景 6 1.2 Verilog HDL基础:从硬件描述到综合 7 1.2.1 Verilog HDL的基本语法与结构 8 1.2.2 组合逻辑、时序逻辑与有限状态机(FSM)设计 18 1.2.3 FPGA综合优化:面积、速度与功耗的权衡 21 1.3 FPGA设计流程与EDA工具链 23 1.3.1 从RTL到Bitstream:FPGA的基本设计流程 24 1.3.2 Vivado、Quartus与Synplify:主流EDA工具解析 26