一种自旋规模自适应的伊辛退火处理电路制造技术

技术编号：42597455 阅读：14 留言：0更新日期：2024-09-03 18:10

本发明专利技术公开了一种自旋规模自适应的伊辛退火处理电路，涉及伊辛模型技术，针对现有技术中硬件资源利用率低等问题提出本方案。主要在于根据自适应计算方法将退火任务均匀分配给各个自旋计算节点，平衡自旋计算节点的工作负载；以串行或并行的模式处理被分配到的各个自旋；所述自适应计算方法包括自旋分配和计算方法确定两部分；(E‑R)个自旋均匀分配至(E‑R)个自旋计算节点，剩余的均匀分配至其他自旋计算节点；若F>L，每个自旋计算节点将以串行计算模式独立处理个自旋，其余R个自旋由所有自旋计算节点以并行计算模式协同处理；否则，每个自旋计算节点将在串行计算模式下独立处理其分配的所有自旋。优点在于电路资源利用率高、成本低。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及伊辛模型，尤其涉及一种自旋规模自适应的伊辛退火处理电路。

技术介绍

1、伊辛退火处理器已经成为一种快速求解组合优化问题的有效方法。这种处理器以伊辛模型为自身与组合优化问题的桥梁，且通过模拟固体物质的退火过程快速寻找问题解。当前退火处理器可以有效地支持固定的、预先定义好的自旋数量，并且使用固定的计算方法和固定的硬件电路来实现伊辛模型退火过程。通常，不同类型和规模的组合优化问题在映射到伊辛模型时需要不同的自旋数，并且在伊辛模型退火过程中不同迭代步的实时状态翻转自旋数也不同。然而，当前退火处理器在面对这些情况时，其自身硬件资源利用率很低，浪费了很多电路资源。因此，必要开发一种能够自适应总自旋数和实时翻转自旋数的伊辛退火处理电路。

技术实现思路

1、本专利技术目的在于提供一种自旋规模自适应的伊辛退火处理电路，以解决上述现有技术存在的问题。

2、本专利技术中所述一种自旋规模自适应的伊辛退火处理电路，包括：

3、接口，用于完成用户和所述伊辛退火处理电路之间的信息交换；

4、顶层控制器，用于根据自适应计算方法将退火任务均匀分配给各个自旋计算节点，平衡自旋计算节点的工作负载；

5、片外存储器，用于存储自旋连接权重；

6、存储控制器，用于管理片外存储器的刷新、读、写操作，且为各个自旋计算节点提供相应的连接权重；

7、自旋计算节点，用于根据所述自适应计算方法以串行或并行的模式处理被分配到的各个自旋；

8、

9、读出网络，用于将计算结果读出至外部或其它自旋计算节点；

10、写回网络，用于将顶层控制器产生的指令流传输至自旋计算节点；

11、结果通道，用于将自旋计算节点的计算结果传递至下一级自旋计算节点；

12、所述自适应计算方法包括自旋分配和计算方法确定两部分；

13、自旋分配：(e-r)个自旋均匀分配至(e-r)个自旋计算节点，剩余的自旋均匀分配至余下的r个自旋计算节点；

14、计算方法确定：如果f>l，每个自旋计算节点将以串行计算模式独立处理个自旋，而其余r个自旋将由所有自旋计算节点以并行计算模式协同处理；否则，每个自旋计算节点将在串行计算模式下独立处理其分配的所有自旋；

15、其中，n是自旋总数、e是具有乘累加器的自旋计算节点数量、f是上一次迭代中翻转自旋的数量、l是层次化树状网络的深度，且l<<e、r是n除以e的余数即r=n%e。

16、本专利技术中所述一种自旋规模自适应的伊辛退火处理电路，其优点在于：电路资源利用率高，成本更低。

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【技术保护点】

1.一种自旋规模自适应的伊辛退火处理电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述一种自旋规模自适应的伊辛退火处理电路，其特征在于，所述顶层控制器由寄存器堆、退火单元、数据流管理单元、状态机和指令生成器组成。

3.根据权利要求2所述一种自旋规模自适应的伊辛退火处理电路，其特征在于，E个自旋计算节点通过读出网络、写回网络以及结果通道互联在一个树型网络中；每个自旋计算节点包含1024个全连接自旋；自旋计算节点受指令控制以计算自旋局部场和更新自旋状态；所述自旋计算节点采用全流水线电路设计，由指令译码器、数据译码器、源选择单元、局部场单元和状态更新单元组成；当前自旋计算节点通过写回网络接收由顶层控制器产生的指令流，指令译码器和数据译码器分别从指令流中提取实时命令和操作数据；指令译码器并行比较接收到的指令与预定义指令。

4.根据权利要求3所述一种自旋规模自适应的伊辛退火处理电路，其特征在于，所述源选择单元由局部场存储器、部分和存储器、动量存储器、参数寄存器堆、线性反馈移位寄存器、两个多路复用器和一个数字乘法器组成；局部场存储器存储了当前自旋计算节点各个

5.根据权利要求4所述一种自旋规模自适应的伊辛退火处理电路，其特征在于，所述局部场单元由两个多路复用器、一个加法器、两个查找表LUT、两个移位寄存器SR和几个外部端口组成；

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【技术特征摘要】

1.一种自旋规模自适应的伊辛退火处理电路，其特征在于，包括：

3.根据权利要求2所述一种自旋规模自适应的伊辛退火处理电路，其特征在于，e个自旋计算节点通过读出网络、写回网络以及结果通道互联在一个树型网络中；每个自旋计算节点包含1024个全连接自旋；自旋计算节点受指令控制以计算自旋局部场和更新自旋状态；所述自旋计算节点采用全流水线电路设计，由指令译码器、数据译码器、源选择单元、局部场单元和状态更新单元组成；当前自旋计算节点通过写回网络接收由顶层控制器产生的指令流，指令译码器和数据译码器分别从指令流中提取实时命令和操作数据；指令译码器并行比较接收到的指...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚恩义，蒋东，汪祥瑞，姜宛伶，黄展鸿，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：

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