CANN MatmulPermute算子开发

7月社区任务-MatmulPermute算子开发任务书

【免费下载链接】cann-ops-competitions本仓库用于 CANN 开源社区各类竞赛、开源课题、社区任务等课题发布、开发者作品提交和展示。项目地址: https://gitcode.com/cann/cann-ops-competitions

基础信息

• 技术标签：算子开发
• 适配硬件：Ascend 950PR/Ascend 950DT
• 开源仓地址：https://link.gitcode.com/i/0e48052c815508181d7d1346f9573c34
• CANN 版本：算子开源仓指定版本
• 开发语言：Ascend C

任务概述

本算子实现 Matmul 后接输出张量维度重排（Permute）的融合算子。Matmul 计算结果在写入显存时按照 Tensor4DPermute0213 规则重新排列。

算子公式

标准 Matmul：$\mathbf{D} = \mathbf{A} \times \mathbf{B}$，输出形状 $(M, N)$。

融合 Permute 后，输出按以下规则写入：

$$ \text{Matrix}(M, N) \xrightarrow{\text{reshape}} \text{Tensor4D}(M/S_1, S_1, S_2, N/S_2) \xrightarrow{\text{permute}[0,2,1,3]} \text{Tensor4D}(M/S_1, S_2, S_1, N/S_2) $$

核心开发要求及验收标准

功能实现要求

1. 实现 Matmul + 融合输出 Tensor4DPermute0213，单次 kernel launch 完成全部计算。
2. $S_1$、$S_2$ 为编译期常数，由 host 侧组装时传入模板参数。
3. 后处理实现需支持泛化 $S_1$/$S_2$，验收时 $S_1=8, S_2=4$。
4. 输入 $M$ 需被 $S_1$ 整除，$N$ 需被 $S_2$ 整除。

参数说明

算子约束限制

• $M$ 需被 $S_1$ 整除，$N$ 需被 $S_2$ 整除

测试标准

需参考 CPU 精度标杆自行设计自验证用例，覆盖多种问题规模和 $S_1/S_2$ 组合。自验证报告完整、可复现，所有测试用例执行通过。

性能要求

性能标杆为CUTLASS的39_gemm_permute，算子整体性能需与 0.8 倍 GPU（H100）持平。

精度要求

算子计算精度需满足 AscendOpTest 工具默认阈值。

文档规范要求

1. 算子设计文档需根据参考模板填写，内容完整、格式规范，且必须通过评审；
2. 自验证报告需要覆盖所有功能场景，参考xxx算子自验证报告，含测试用例执行日志/截图、整体测试通过截图、性能数据截图，可清晰指导算子使用与测试；
3. README 文档内容完整、规范。

验收交付件

1, 自测用例、测试结果报告、测试步骤指导文档

2, 算子代码的私仓邀请链接、代码仓路径、分支、算子目录

PR 申请合入

测试通过后，在 Catlass 代码仓提交 PR 申请，申请将开发完成的算子合入https://link.gitcode.com/i/0e48052c815508181d7d1346f9573c34，具体目录参考该PR：https://link.gitcode.com/i/0e48052c815508181d7d1346f9573c34/pull/678 。

参考资料

1. 文档类：Ascend C算子开发文档、CATLASS创新样例开发流程指南
2. 课程类：Ascend C在线课程
3. 参考样例：https://link.gitcode.com/i/0e48052c815508181d7d1346f9573c34/blob/master/examples/44_quant_matmul_full_loadA_tla

环境获取

1. 开源仓提供100小时免费时长，请不使用时及时关闭，用时耗尽前请务必保存相关资料，建议及时提交备份。

2. 使用 hidevlab notebook 算力（https://hidevlab.huawei.com/online-develop-intro?from=hiascend）

3. 如需额外环境资源，请联系昇腾小助手。

特别注意事项

1. 开发过程需严格遵循 Ascend C 编程规范及算子开发相关要求；
2. 所有交付件需提前完成自验证，确认符合验收标准后再提交验收申请；
3. 开发前请务必阅读【社区任务】流程及注意事项，会例行更新。

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