寒武紀(jì)作為全球人工智能芯片領(lǐng)域的先行者，自2016年開始推出一系列人工智能芯片和智能處理卡，向合作伙伴提供了性能卓越、高度靈活的AI加速解決方案。

為進(jìn)一步推動AI計算實(shí)現(xiàn)軟硬協(xié)同，釋放更澎湃的算力，寒武紀(jì)提供包括BANG編程語言(以下簡稱“BANG語言”)在內(nèi)的一套高效軟件棧工具和高性能庫(如下圖所示)，方便開發(fā)者在寒武紀(jì)云、邊、端平臺上開發(fā)和部署。

寒武紀(jì)軟件棧工具和高性能庫

支持寒武紀(jì)全線產(chǎn)品

BANG語言及其工具鏈由寒武紀(jì)編譯團(tuán)隊(duì)推出，專門針對寒武紀(jì)智能處理器產(chǎn)品架構(gòu)而設(shè)計，可極大優(yōu)化寒武紀(jì)芯片的通用編程能力并提升用戶編程的自由度。

BANG語言能夠支持寒武紀(jì)現(xiàn)有的云端、邊緣側(cè)和終端芯片和板卡全線產(chǎn)品(如思元100、思元220、思元270、IP產(chǎn)品等)，并可支持寒武紀(jì)后續(xù)新的產(chǎn)品架構(gòu)。

釋放芯片強(qiáng)大算力

用戶不僅可以直接使用BANG語言編寫AI程序，而且能使用BANG語言和寒武紀(jì)高性能庫進(jìn)行混合編程，最大限度地釋放芯片的強(qiáng)大算力。

BANG語言支持最常用的C99和C++11語言的語法特性，并提供了用于編寫高性能程序的內(nèi)置Intrinsic接口。依托寒武紀(jì)強(qiáng)大的編譯工具鏈，開發(fā)者在編程靈活的同時能夠最大程度地利用寒武紀(jì)智能處理器產(chǎn)品上的計算和存儲資源，確保程序的高性能得以實(shí)現(xiàn)。

在實(shí)際開發(fā)過程中，相對于原有的編程語言(C/C++)，使用BANG語言進(jìn)行編程，開發(fā)者僅需要1/10的開發(fā)時間，就可達(dá)到85%的極致性能。

寒武紀(jì)BANG語言關(guān)鍵特性

BANG語言還具備以下關(guān)鍵特性：

· 內(nèi)置寒武紀(jì)智能處理器產(chǎn)品硬件相關(guān)的類型系統(tǒng);

· 支持開發(fā)者構(gòu)建自定義算法模型;

· 提供統(tǒng)一高效的編程接口，充分發(fā)揮寒武紀(jì)產(chǎn)品的硬件特性;

· 提供異構(gòu)編程模型;

· 提供多核并行編程模型;

· 能夠與寒武紀(jì)高性能庫進(jìn)行混合編程;

與編譯工具鏈互相協(xié)作

寒武紀(jì)編譯團(tuán)隊(duì)還自研了編譯工具鏈，以提高BANG語言的運(yùn)行性能。編譯工具鏈包括CNCC(Cambricon Neuware Compiler Collection )、CNAS(Cambricon Neuware Assembler)、CNLINKER(Cambricon Neuware Linker)。

編譯工具鏈中的CNCC負(fù)責(zé)處理編譯前端工作，將BANG 語言編譯成中間語言MLISA。CNAS主要負(fù)責(zé)將中間語言MLISA編譯為包含MLU (Machine Learning Unit) 機(jī)器指令的目標(biāo)文件，最后由CNLINKER將目標(biāo)文件鏈接成可執(zhí)行程序。

BANG語言和編譯工具鏈互相協(xié)作，可充分發(fā)揮寒武紀(jì)芯片的強(qiáng)大算力，具體協(xié)作流程如下圖所示：

寒武紀(jì)BANG語言和編譯工具鏈互相協(xié)作

提升應(yīng)用 便利調(diào)試

為了提升應(yīng)用程序性能，寒武紀(jì)編譯器進(jìn)行了包括自動軟件流水、全新的寄存器分配算法、全局指令調(diào)度、精確的程序依賴分析、Profiling Guided Optimization、地址指針推理及優(yōu)化、以及數(shù)據(jù)類型(如半精度浮點(diǎn)數(shù))計算優(yōu)化等在內(nèi)的大量優(yōu)化工作。

此外，為了便利開展寒武紀(jì)芯片的調(diào)試工作，提升開發(fā)效率，寒武紀(jì)編譯器團(tuán)隊(duì)推出了CNGDB(Cambricon Neuware GDB)。CNGDB現(xiàn)已開源，請點(diǎn)擊代碼鏈接。

CNGDB是Linux系統(tǒng)上調(diào)試BANG語言程序的工具，基于GNU的調(diào)試器GDB開發(fā)，能支持GNU GDB在CPU上原有的全部操作，使用它可以在真實(shí)的硬件上同時調(diào)試寒武紀(jì)硬件產(chǎn)品的設(shè)備側(cè)和主機(jī)側(cè)的代碼。

同時，CNGDB可以支持控制程序執(zhí)行和訪問變量等多種操作、多核調(diào)試模式、CPU/Device調(diào)試的透明切換以及生成CNML內(nèi)核的錯誤信息，解決了開發(fā)者難以調(diào)試的問題，極大地提升了程序開發(fā)效率。