MindStudio概述

功能架构

MindStudio为用户提供在AI开发所需的一站式开发环境，支持模型开发、应用开发以及算子开发三个主流程中的开发任务。依靠模型可视化、算力测试、IDE本地仿真调试等功能，MindStudio能够帮助您在一个工具上就能高效便捷地完成AI应用开发。

MindStudio功能框架如图1所示。

图1 工具链功能架构

在异构计算架构中, 昇腾AI处理器与CPU通过PCIe总线连接在一起来协同工作：

• Host：CPU所在位置称为主机端（Host），是指与昇腾AI处理器所在硬件设备相连接的x86_64服务器、aarch64服务器或者WindowsPC，利用昇腾AI处理器提供的NN（Neural-Network）计算能力完成业务。如图1中的开发平台层。
• Device：是指安装了昇腾AI处理器的硬件设备，利用PCIe接口与服务器连接，为服务器提供NN计算能力。如图1中的芯片层。

对于Ascend RC产品形态，昇腾AI处理器所在硬件设备与之相连接的ARM服务器合设，统称为Host。

开发场景

按照开发场景分类，MindStudio可以分为以下三个工具链：

• 算子开发工具：在完备的调试工具和多样的调优数据的帮助下，通过AscendC的多层接口抽象，简化用户编程难度，助力开发者低成本完成高性能算子开发。
• 训练开发工具：聚焦用户在模型迁移、模型开发中遇到的痛点问题，提供全流程的工具链。通过提供分析迁移工具、精度调试工具和性能调优工具三大主力工具包，帮助用户解决开发过程中迁移困难、Loss跑飞、性能不达标或劣化等问题，让用户轻松解决精度和性能问题，开启乐趣十足的极简开发之旅。
• 推理开发工具：作为昇腾统一推理工具库，提供用户一体化开发所需功能，支持一站式调试调优和迁移分析能力，当前包含推理性能测试-benchmark、一站式调试调优-debug/profile、模型支持度分析-analyze、推理应用迁移分析-transplt以及推理模型转换-convert等核心组件。

图2 MindStudio三大开发场景

工具呈现形式

按照工具呈现形式分类，MindStudio可以分为以下几种工具集：

• MindStudio命令行
  与MindStudio IDE不同，MindStudio命令行工具不需要单独下载安装，用户在完成CANN的安装后即可直接通过命令行使用。MindStudio命令行当前包含精度比对工具、AOE工具、性能分析工具和分析迁移工具等。

  图3 MindStudio命令行界面示例
  

• Ascend Insight

  Ascend Insight是一款主要针对大模型集群场景的调优可视化工具。针对大模型场景下性能数据量大、内存无法读取及可视化界面渲染时间长等问题，Ascend Insight工具通过边读取边渲染和数据库进行加载的方式，解决了这些问题并提供全景交互分析的能力。

  Ascend Insight提供了性能数据的多种呈现形式，包括Timeline视图、通信分析和计算耗时等的可视化呈现，以便用户分析潜在的性能瓶颈，并指导如何采取措施消除或减少这些瓶颈。

  图4 Ascend Insight界面
  
• MindStudio IDE

  MindStudio IDE是基于开源的IntelliJ IDEA平台开发的针对昇腾AI处理器的集成开发环境。MindStudio IDE除了基本的代码编辑、编译、调试和运行功能之外，还提供了丰富的专门面向昇腾AI开发者的功能和工具，包括分析迁移、精度比对和性能分析等。此外，MindStudio还支持多种编程语言和框架，如Python、C++、TensorFlow和PyTorch等，开发者可以根据自己的需求选择最适合自己的编程方式。

  MindStudio IDE当前支持Linux和Windows操作系统，需要下载单独的安装包安装后使用。此外，macOS也可以通过SSH连接启动MindStudio IDE。

  图5 MindStudio IDE界面示例
  
• MindStudio插件
  MindStudio还可以通过在Pycharm和IntelliJ系列IDEA上安装独立插件的方式进行昇腾AI开发。当前MindStudio提供了MindStudio Sshmanager、MindStudio Inference、MindStudio Training、MindStudio Operator和MindStudio Profiler等插件，需要配合IDEA安装后使用。

  图6 IntelliJ IDEA安装MindStudio插件