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AI编译器 NPU指令调度优化深度学习编译器硬件加速

共计 30 章节

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学习目标 · 课程结构 · AI编译器与NPU调度优化的整体定位

课程导入学习目标

深度学习编译器基础

从计算图到中间表示（IR） · 编译器前端 · 中端

深度学习编译器基…IR

NPU硬件架构概览

典型NPU的运算单元 · 存储层次 · 数据通路

NPU硬件架构概览

指令集与调度基础

NPU指令类型（计算 · 搬运 · 同步）

指令集调度基础

计算图优化与算子融合

算子融合策略（如Conv+BN+Re… · 内存复用 · 减少中间张量

计算图优化算子融合

循环优化与数据布局

循环分块 · 交换 · 展开

循环优化数据布局

存储层次与数据搬运优化

片上SRAM · DMA · 多级缓存

存储层次数据搬运优化

指令调度问题建模

将NPU指令调度抽象为约束优化问题 · 目标函数（延迟 · 吞吐

指令调度问题建模NPU

经典调度算法

列表调度 · 启发式优先级 · 关键路径

经典调度算法列表调度

基于整数线性规划（ILP）的调度

ILP建模 · 求解器使用 · 小规模问题求解与局限

ILP基于整数线性规划

基于约束规划的调度

CP模型 · 全局约束 · 与ILP的对比及适用场景

基于约束规划的调…CP

基于启发式与元启发式的调度

遗传算法 · 模拟退火 · 粒子群在指令调度中的实践

基于启发式元启发式的调度

基于机器学习的调度优化

学习成本模型 · 预测调度效果 · 使用强化学习生成调度策略

基于机器学习的调…学习成本模型

TVM的调度流程 · Ansor的自动调度搜索 · 模板与进化搜索

Halide与调度语言

Halide的调度原语（split · fuse · reorder等）及其在NPU上的映…

Halide调度语言

MLIR与调度优化

MLIR的Dialect · Transform dialect · 调度相关Pass

MLIR调度优化

XLA与HLO调度

XLA的编译流程 · HLO优化 · GPU/NPU后端调度

NPU编译器实战

基于开源NPU模拟器或真实NPU（如… · 昇腾 · 瑞萨）的编译流程

NPU编译器实战

指令调度器实现

从零实现一个简单的NPU指令调度器 · 包括依赖分析 · 资源分配

指令调度器实现NPU

性能分析与瓶颈定位

使用profiler · trace工具分析NPU利用率 · 访存瓶颈

性能分析瓶颈定位

ResNet-50在NPU上的编译与… · 对比不同调度策略的性能

案例实战ResNet-50

Transformer模型（BERT… · 处理动态形状与注意力算子

案例实战Transformer

卷积算子手工调度与自动调优 · 结合循环变换和存储优化

案例实战卷积算子手工调度

常见问题与调试

数据竞争 · 资源冲突 · 死锁

常见问题调试

调度优化中的成本模型

硬件性能模型 · 内存带宽模型 · 延迟模型

调度优化成本模型

多核NPU与并行调度

多核任务划分 · 核间同步 · 负载均衡

编译时间与运行时的权衡

编译期调度与运行时动态调度的结合 · JIT与AOT

编译时间运行时的权衡

可重构NPU · 稀疏化调度 · 异构计算

前沿趋势NPU

设计一个端到端的AI编译器调度优化流… · 从模型导入到NPU代码生成 · 并完成性能评估

课程总结与进阶路径

核心知识回顾 · 常见面试题 · 研究热点

课程总结进阶路径