計算機架構與加速器
資料流架構(Dataflow architecture)
普通處理器跟著程式計數器走——一根手指指著「做這條指令,現在換下一條」。資料流架構把那根手指丟掉,讓資料本身決定順序:一個運算在它所有輸入到齊的那一刻就觸發,不管它位在何處,就像食譜裡你可以任意順序切洋蔥、燒水、熱鍋——每一步在食材備妥的當下就開始,而非等待某個行號。
在實體上,資料流加速器把運算「攤在空間」而非「攤在時間」:它把整張運算圖映射到一格格處理單元上,結果直接從一個 PE 串流到下一個,而非中途在暫存器與記憶體間彈來彈去。這消除了傳統 CPU 不斷取指與記憶體往返的開銷,釋放出龐大的天然平行性——這也是為何資料流的概念支撐著許多現代 AI 加速器(脈動陣列是它結構化的特例)。難處在於要把任意、不規則的程式映射到固定的空間結構很困難,所以資料流在規則、重複的工作負載上才會發光。
1980 年代經典的通用資料流機器未能取代馮紐曼 CPU,但這概念在今日的領域專用 AI 晶片裡凱旋歸來——因為那裡的工作負載夠規則,能乾淨地映射上去。
又稱
另見