Что это за проект

Прототип к исследовательскому проекту «Планировщик инструкций для VLIW‑архитектур». Главный тезис:

Планировщик широких команд принимает жадные необратимые решения, и на реалистичной модели машины у стандартной эвристики есть измеримый, доказуемый разрыв до оптимума — вот бюджет, за который имеет смысл бороться обученной моделью.

Проще говоря, NEX CLI x Elbrus берет граф и модель e2k‑v6 и показывает: сколько насчитал жадный, сколько мог бы идеальный, и на какой операции и каком канале разница.

Зачем вообще трогать планирование под Эльбрус

Эльбрус это VLIW. Нет развитого OoO, который на x86 прячет кривое расписание.

VLIW значит, что несколько операций склеиваются в одну широкую команду заранее, на этапе компиляции. Процессор их не переставляет сам.

• MUL: каналы 0, 1, 3, 4. Готов через 4 такта.

• DIV: только ,5. Готов через 11, следующее не раньше чем через 2 такта.

• LOAD: 0, 2, 3, 5. Готов через 5.

• STORE: только 2 и 5.

Ошибся тактом на делителе - встал пакет. Положил STORE не туда - заклинил ,5, который нужен и DIV, и части LOAD. Это должно быть видно статически.

python3 -m vliw run slotclash
# жадный: 23 такта, оптимум: 22. -1 такт = -4%.
# где жадный зевнул монопольный ,5?

memstream та же логика с другой стороны: 8 троек LOAD-ADD-STORE, каналов под запись два.

Цифры не из воздуха. Но я им сам не до конца верю

Числа в e2k-v6-measured сняты с настоящего lcc-1.29.16 кросс‑сборкой под e2k-v6 тремя независимыми приемами. Это написано в шапке репа vliw/core/model.py:

1. Матрица портов - спрошена у ассемблера, а не угадана по листингу.
Для каждой пары (операция, канал) собирается крошечный .s. Если так нельзя аппаратно - ассемблер отвечает прямым отказом: 'muls' cannot be encoded in ALC2. Это ответ про кодировку широкой команды, про само железо, а не про то, что решил планировщик lcc. Автомат этого - tools/probe_matrix.py.

2. Латентность - цепочкой зависимых. x = x * b пять раз подряд. Следующая обязана ждать предыдущую, компилятор вынужден развести их ровно на latency. Разница номеров bundle читается напрямую. Так намеряны MUL 4, DIV 11, LOAD 5.

3. Занятие порта - потоком независимых. 8–16 штук с готовыми операндами. Шаг между выдачами = темп устройства. Так намеряны DIV раз в 2 такта, MUL раз в такт.

А теперь детектив. (можете пропустить, это исследовательская глава)

Первая версия модели была неверна. Был probe.c - 4 деления + 4 умножения. Все muls легли в ,0 подряд. Я прочитал это как «умножитель один, держит порт 8 тактов». А потом проверка ассемблером показала: умножение исполнимо на четырех каналах, а поток из 16 независимых умножений идет по одному в такт. Четырех операций просто не хватило, чтобы у жадного планировщика lcc появился повод их раскидать.

Мораль, которая теперь вбита в README: по выводу компилятора видно то, что компилятор захотел сделать, а не то, что железо может.

Все это прогонялось потом десятками ИИ‑агентов для перепроверки пар, каналов, сочетаний. Нашли ровно два запрета сочетаний в одной широкой команде: STORE,2 + LOAD,3 и STORE,5 + LOAD,0 - швы между кластерами ,0,1,2 и ,3,4,5. Сверялись с официальным «Руководством по эффективному программированию на платформе Эльбрус» 1.2 - но числа оттуда в модель НЕ подставляли: там Е4С/Е8С, а тулчейн целится в v6. Это сверка, а не источник.

И все равно - я не считаю цифры паспортом:

• живого железа у меня не было, SSH Эльбруса - мне лень с ним возится.

• из 19 классов latency измерена у 9. Остальное - ASSUMED=1, список открыт в ISA.md;

• LOAD 5 против 3 (L1 hit, L2 11, L3 40, память ~100) из доки МЦСТ - расхождение поколений(Я перепроверял, и цифры сходились с документацией 24 года);

• occupancy склеивает занятость устройства и слота. div8.c меряет устройство (раз в 2 такта), а в fma_kernel.s fdivd,5@t19 + aaurwd,5@t20 - слот свободен раньше. Модель пессимистична сознательно.

Поэтому давайте честно: это лучшая доступная аппроксимация, а не даташит.

И здесь - оффер, ради которого статья и пишется. Это не вам нужен мой проект. Это мне нужны вы.

Если у вас есть живой e2k-v6 - прогоните цепочки из examples/probes/ (mul_latency.c, div_latency.c, load_latency.c, store_burst.c...). Пришлите листинги lcc -O3 -fverbose-asm. Закроем 13 допущений, сверим LOAD 5 vs 3, померяем межкластер. Без вас эта таблица так и останется «замерами по поведению компилятора».

ИИ‑арка: как Qwen на 2 ГБ пытался стать оптимизатором (Можете пропустить это исследовательская глава)

Сначала модель должна была писать расписание целиком: граф на вход, строки id: такт=.. канал=.. на выход. Qwen2.5-3B-Instruct, QLoRA, GGUF 2.1 ГБ, ноутбук без GPU. Промпт один и тот же на обучение и запуск. Без маркера конца она не останавливалась и лила лишние id.

Датасет: пары граф -> оптимум, только доказанные оракулом, размеры 6-14. Училась на коротких. Реальные куски 112-386 узлов.

Что вышло:

• жадный на лёгких уже 298/300 и 300/300 в оптимуме. Выигрывать нечего. Модель на тот же ответ тратит десятки секунд;

• с EOS на узком 97.7% валидных, на широком 32.7%. Почти все провалы - STORE на чужом канале. В датасете STORE не было;

• на реале словарь на треть UNKNOWN, 0 из 13 лучше случайного перебора за то же время.

Как бухгалтер она медленная и хрупкая: 30 секунд за то, что эвристика делает за 3 мс, и 17% законных на трудных графах. Поэтому каналы у неё забрал алгоритм. Это CAB.

CAB: забираем у модели бухгалтерию, оставляем чутье

CAB - “портфель законных расписаний из одного ответа модели”. Второй этап SEED стоит на нем, но суть - в первом.

Идея из docs/DIAG3.md: модель отлично чувствует порядок, но тонет в бухгалтерии - 315 незаконных каналов, 208 конфликтов, 26 неготовых операндов. При этом из 98 законных ответов 97 были точным оптимумом. Значит - забираем бухгалтерию целиком.

Что берем у модели:

Бухгалтерию ведет list_schedule из core/baseline.py - он по построению не выдаст раньше предков и не посадит двоих на канал. Расписание законно механизмом, а не удачей.

Дорогая здесь только генерация. Поэтому из одного ответа строим 5 кандидатов без лишних генераций: модель, модель+каналы (починка Куном), порядок, порядок+такты, жадный. Плюс те же 5 со второй генерации по грамматике GBNF. Побеждает min (makespan), при равенстве - ответ самой модели, чтобы не приписывать алгоритму чужое. Подпись в UI честная: CAB: <кандидат>.

Предсказание, записанное ДО замера, на slotclash с убитыми в ,0 каналами:

• сырой - 22, но незаконно

• жадный - 23

• порядок - 23

• порядок+такты - 22 = оптимум

Порядка мало, нужно еще «придержать» операцию у монопольного ,5. defer_until это возвращает.

Замер на трудном эвале, где у жадного наконец есть зазор (0/300 в оптимуме, разрыв 1.03):

• жадный - 1.03, 0/300

• модель + CAB - 0.82, 59/300 точно в оптимуме (62/300 после замера STORE=2)

• вклад: порядок 25, модель 16, порядок+такты 13, модель+каналы 7. Итого 61/300 строго лучше жадного - 20% трудных графов.

Без CAB на тех же данных - 17% законных. С CAB - 100% по построению. Рост законных ничего не доказывает, доказывают 5 тактов на 30 и 60+ графов, отыгранные у доказанного оптимума.

SEED-1 (подсказка верхней границей в оракул) при этом мертв замером, а не мнением: даже идеальный оптимум экономит 5% узлов, потому что поиск идет снизу вверх и тратит все на провальные пробы. Платить 30с генерации за 5% от 30мс - бессмысленно. Оставили в коде, пригодится если поиск пойдет сверху вниз.

6. Где ИИ сейчас: не бухгалтер, а мини‑агент

И тут важный дисклеймер.

ИИ неэффективен только в моем сетапе. У меня нет мощностей гонять модели на сотни гигабайт - тысячегиговые монстры явно умнее моего Qwen на 2.5 ГБ. Суть не в том, что «ИИ бесполезен», а в том, что я откинул его на задний план.

Он в проекте есть. Он просто занимается фоновым:

• поставляет порядок/такты для CAB,

• помогает алгоритму как эвристика,

• пересказывает код и панели человеческим языком поверх уже посчитанных ядром чисел,

• перебирает детали в /doctor, /explain, /agent.

По сути я собрал агентного мини‑ИИ для Эльбруса на той же Qwen: один llama-server на unix‑socket, база - для чата, LoRA - для плана, офлайн‑фолбэк с детерминированным ответом, если весов нет. Ядро считает, модель формулирует… Живая заливка решетки токенами, trace для разбора, --raw/--pure для аудита.

все

Исходный код прототипа: smworklair/NEX-CLI-x-Elbrus
Веса LoRA: https://huggingface.co/Shmonika/nex‑vliw‑lora

P.S. Это появилось после текста выше. Постановка сырая, в статью как готовый результат не входит.LLM расписание текстом больше не пишет. Вместо неё маленький MLP: десятки тысяч параметров, на выходе только скоры порядка для обычного list_schedule. Законность по построению, галлюцинировать нечему. Несколько кандидатов, ничья уходит жадному, хуже baseline портфель не отдаёт.На синтетике eval_hard (300 графов) пока так: средний разрыв до оптимума 0.27 такта против 0.97 у жадного, 219/300 в оптимуме, 203/300 строго лучше baseline, незаконных ноль, порядка 60 мс на граф. Это не живой код после lcc. На настоящих графах 112-386 узлов и большая модель, и крошка пока упираются в форму графа, не в порядок выдачи.Обкатал несколько сеток вчера, дальше застопорило. Сеть даже до 100k параметров не довели. Имеет смысл как смена вопроса: не «пусть LLM кладёт каналы», а «выучить эвристику порядка, не ломая правила машины». Доказательства, что так можно оптимизировать настоящий lcc, ещё нет.