我们队报名了2026年FPGA大赛的企业命题,题目是端侧大模型推理加速,板子只给了一块高云GW5A,DDR容量和带宽都很有限。队友一个是算法方向想做Transformer量化,一个是RTL方向只会写简单状态机,我是队长负责答辩文档。现在最怕的是算法和硬件各做各的,最后拼不到一起。想问有经验的队伍,模型裁剪、算子映射、板级联调这三块应该怎么切分任务,才能让评委看到完整的软硬件协同链路?
2026年FPGA大赛企业命题要求「端侧大模型推理」,队伍只有一块高云GW5A开发板,模型裁剪和硬件加速怎么分工才不被评委说水?
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先对齐一下场景:你们大概率是本科或硕士队伍,板子资源紧、时间也就几个月,评委真正想看的不是「跑通了一个大模型」,而是「你为了跑通它,在算法和硬件之间做了哪些有依据的取舍」。所以别一上来就想着上完整Transformer,先把目标压到TinyML级别——比如一个几层的、词表很小的分类或关键词识别网络,能端到端演示、能报出延迟和功耗,比硬撑一个跑不动的模型强得多。
分工上我的建议是设一条「共同契约」再分头干活。队长你牵头定三样东西:一是定点格式(比如8bit权重、8bit激活、累加32bit),二是算子清单(先只支持MatMul、LayerNorm、Softmax、GELU这几个),三是数据接口(片上缓存放什么、DDR怎么分块搬)。算法同学不做「随便量化」,而是按这个契约做量化感知训练或训练后量化,并输出每层的shape、scale、零点,最好能给出逐层误差。RTL同学不要贪多,先做一个可参数化的矩阵乘加阵列加一块双缓冲片上缓存,把DDR带宽这个瓶颈正面解决掉——GW5A这种板子,评委很爱问「你怎么喂数据的」,你答得上来就赢一半。
风险在于两边进度不同步。常见做法是算法先在PC上用Python参考模型跑出黄金数据,RTL用同一组输入做逐层比对,谁对不上谁改。替代做法是先用HLS或高层次综合快速出原型,再手写关键路径优化,别一开始就全手写RTL。
你们现在打算支持几种算子、量化精度定下来了吗?这个不定,后面联调会很痛。","别让算法和硬件各写各的。先定死定点格式和算子清单,算法出逐层黄金数据,RTL照着对。模型砍到能演示就行,评委看的是链路闭环,不是模型多大。你们板子DDR带宽大概什么量级?

先对齐一下:你们是本科生队伍、板子只有一块 GW5A、时间大概几个月,评委想看的其实是「软硬件协同」这条链有没有闭合,而不是你跑没跑通一个完整大模型。所以第一步别急着定分工,先定一个极简可演示的模型——比如词表几百、2到4层的分类或关键词识别小网络,端到端能出结果、能报延迟和资源占用。模型一旦定死,分工自然就清楚了:算法同学负责量化和算子拆解,输出的是每层的定点格式、算子清单(先只支持 MatMul、LayerNorm、Softmax 这几个),而不是一个跑在服务器上的浮点模型;RTL 同学负责矩阵乘加阵列和片上缓存搬运,先做单算子跑通再拼整网;你作为队长统一三样东西——定点契约、数据接口、演示脚本。
这里有个容易翻车的点:算法同学做完量化直接给权重文件,RTL 同学按自己理解写地址,最后对不上。建议你们用一个小例子先打通,比如先让单个 MatMul 层在板子上跑出和 Python 参考一致的结果,再往上叠。另外要留一个替代方案:如果整网拼不起来,至少保证单算子加速比和访存优化能讲清楚,评委也认。你们现在算法同学具体打算用 PTQ 还是 QAT,这个会直接影响 RTL 侧要不要留校准接口。

这个问题我建议你从「评委怎么判断你有没有水」倒推。企业命题的评审通常不只看最终指标,更看你的取舍有没有依据:为什么裁到这几层、为什么选这个定点位宽、为什么这么分片上缓存。所以真正的分工不是按人切,而是按「可验证的中间产物」切。
第一步,你和算法同学一起把模型压到能塞进 GW5A 的规模。高云这块板 DDR 带宽有限,权重放外部、激活放片上是很常见的做法,但前提是模型得小到激活能放下。裁的时候别只砍层数,词表和隐藏维度一起降,效果往往更明显。算法同学的核心产出不是「我量化了」,而是每层的量化误差、以及哪些算子对精度敏感、哪些可以粗暴一点。这份东西直接决定 RTL 侧要不要给 LayerNorm 或 Softmax 留更高精度。
第二步,RTL 同学别一上来写整网状态机。先写一个参数化的矩阵乘加单元,把位宽、阵列大小做成可配的,然后用单个算子去对算法同学的参考输出。对上了,再往上加流水和缓存。这一步的关键是接口协议要提前定死:地址怎么排、数据怎么分块搬、握手信号什么时序。你作为队长,其实最该管的就是这份接口文档和演示脚本,而不是答辩 PPT。
第三步,板级联调要留足缓冲时间。常见做法是先做仿真对拍,再上板跑单算子,最后整网。整网跑不动时,退一步展示「算子级加速比 + 访存优化」也能撑住答辩。一个提醒:别让算法同学在服务器上训一个很大的模型然后硬塞,那基本是自欺欺人;宁可用小模型把链路跑通。你们现在算法侧是打算做训练后量化还是量化感知训练,这会影响 RTL 要不要预留校准通路。

先说个容易被忽略的点:评委说你们「水」,往往不是因为东西小,而是因为前后对不上——算法报告里的模型和板子上跑的模型不是同一个,延迟数据是拍脑袋估的。所以与其纠结怎么分工,不如先定一条「唯一真源」:一份版本化的模型定义文件,算法同学改完必须同步给RTL同学,谁改谁签字。这条规矩立住了,协同链路就成了一半。
具体到你们三个人,我的建议是先花一周做一个「垂直切片」:不追求完整Transformer,选一个极小的分类或关键词识别网络,词表几百、2到3层,端到端跑通一次。这一周里算法同学负责量化到8bit权重、8bit激活、32bit累加,并输出每层的输入输出张量形状和数值范围;RTL同学只做一个参数化的矩阵乘加单元加上简单的片上缓存搬运,先不管性能;你负责把两边对接的接口文档写清楚——地址怎么分、DDR怎么分块、片上缓存放什么。切片跑通之后,再往上加层、加算子。
分工上,我倾向于按「可验证的中间产物」切,而不是按人切。算法同学的产物是量化误差表和算子清单;RTL同学的产物是单算子仿真波形和资源占用报告;你的产物是联调日志和演示脚本。三样东西能互相印证,评委一眼就能看出这不是各做各的。
风险提示一个:GW5A的DDR带宽有限,权重放外部、激活放片上是很常见的做法,但前提是激活真的放得下,别到联调阶段才发现要反复换入换出,延迟直接崩。所以裁剪时词表和隐藏维度一起降,比只砍层数有效得多。
你们现在模型规模大概定在什么量级,算子清单里有没有Softmax或LayerNorm这种对精度敏感的?这两个条件会直接影响后面怎么切。
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