[发明专利]稀疏矩阵数据结构

说明书

提供了涉及将稀疏矩阵编码成可经由计算系统的并行处理高效处理的数据结构格式的各实施例。在一个实施例中，可接收稀疏矩阵。可遍历所述稀疏矩阵中的一组指定行，直到所述稀疏矩阵中的所有非零元素已被放置在第一阵列中。每当所述组中的一行被遍历时，该行中的下一个非零元素可被放置在第一阵列中。如果所述一组指定行的一个给定行的所有非零元素都已被放置在所述第一阵列中，则该组指定行中该给定行可被替换为所述稀疏矩阵的下一个未经处理的行。所述稀疏矩阵被编码于其中的数据结构可被输出。所述数据结构可包括所述第一阵列。

背景

稀疏矩阵和稀疏向量可被编码以降低存储要求并且提高处理效率。例如，通过仅存储稀疏矩阵和稀疏向量的非零元素，可实现存储要求的降低。这一编码格式的一个示例是压缩稀疏行(CSR)编码格式。在一些情况下，编码格式的处理性能可高度取决于使用以该格式编码的稀疏矩阵和稀疏向量来执行计算的设备的架构。例如，将稀疏矩阵中一行的全部元素连续地放置在编码阵列中的编码格式(诸如CSR编码格式)可被能够并行地处理稀疏矩阵的多行的计算设备低效率地处理。附加地或替代地，计算设备可要求附加的逻辑、配线、和/或缓冲器来足够高效地处理该编码以完全利用通信接口带宽。

概述

提供了涉及将稀疏矩阵编码成可经由并行处理高效处理的数据结构格式的各实施例。在一个实施例中，可接收稀疏矩阵。可根据确定性顺序(例如，单循环)遍历所述稀疏矩阵中的一组指定行，直到所述稀疏矩阵中的所有非零元素已被放置在第一阵列中。每当根据所述确定性顺序遍历所述组中的一行时，该行中的下一个非零元素可被放置在所述第一阵列中，并且所述组中的每一行可将第一个非零元素放置在所述第一阵列中，接着将来自该行的第二个元素放置在所述第一阵列中。如果所述一组指定行的一个给定行的所有非零元素都已被放置在所述第一阵列中，则该组指定行中该给定行可被替换为所述稀疏矩阵的下一个未经处理的行。所述稀疏矩阵被编码于其中的数据结构可被输出。所述数据结构可包括所述第一阵列。

提供本概述以便以简化的形式介绍以下在详细描述中进一步描述的一些概念。本概述并不旨在标识所要求保护主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护主题的范围。而且，所要求保护的主题不限于解决该公开的任一部分中所注的任何或全部缺点的实现方式。

附图简述

图1示意性地示出根据本公开的一实施例的计算系统。

图2示出根据本公开的实施例的稀疏矩阵的示例。

图3示出根据本公开的实施例的稀疏向量的示例。

图4－5示出根据本公开的实施例的用于将稀疏矩阵编码成数据结构的方法。

图6示出根据图4－5中所示的方法编码成数据结构的图2中所示的稀疏矩阵。

图7示出根据本公开的实施例的被编码成数据结构的图3中的稀疏向量的示例。

详细描述

本公开涉及用于将稀疏矩阵表示为数据结构的方法。更具体地，本公开涉及用于以允许并行处理稀疏矩阵的各行的专用硬件计算设备对稀疏矩阵进行高效的处理的方式将稀疏矩阵编码成数据结构的方法。

在一个示例中，根据本公开的数据结构可包括第一阵列，其中稀疏矩阵的非零元素可根据稀疏矩阵的一组指定行被“预复用”或“交织”。例如，非零元素可基于计算设备并行处理的行的数目被交织到第一阵列中。换言之，可根据确定性顺序遍历所述稀疏矩阵的对应于并行处理的行的数目的一组指定行，直到所述稀疏矩阵中的所有非零元素已被放置在所述第一阵列中。每当根据确定性顺序遍历到所述组中的一行时，该行中的下一个非零元素可被放置在第一阵列中。如果所述一组指定行的一个给定行的所有非零元素都已被放置在所述第一阵列中，则在该组指定行中该给定行可被替换为所述稀疏矩阵的下一个未经处理的行。