COPPER:具有存内计算架构的组合优化问题求解器（英文）

作者：汪乾坤; 李星辰; 吴秉哲; 杨可; 胡炜; 孙广宇^*; 杨玉超

来源：Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering, 2023, 24(05): 731-742.

• 组合优化问题
• 混沌模拟退火
• 存内计算

组合优化问题（combinatorial optimization problem,COP）是一类在离散空间中寻找最优解的数学问题，具有广泛的应用。然而，许多组合优化问题是NP完全的，随着问题规模的增加，解决问题所需的时间急剧增加，这促使研究人员寻求更快速的解决方法，即使解不一定是最优的，如近似算法、启发式算法和机器学习算法等。一些先前的工作基于Hopfield神经网络提出了混沌模拟退火（chaoticsimulatedannealing,CSA），并取得了良好的表现。然而，CSA的计算模式对当前的通用处理器并不友好，且没有专用的计算硬件。为了高效地执行CSA，我们提出一种软硬件联合的设计方案。在软件方面，我们使用适当的位宽对权重和输出进行量化，并修改那些不适合硬件实现的计算模式。在硬件方面，我们设计了一种基于忆阻器的专用存内计算硬件架构COPPER。COPPER能够高效地运行修改后的量化CSA算法，并支持流水线以获得进一步加速。结果表明，COPPER在执行CSA算法时，速度和能耗方面都十分出色。

• 单位
  北京大学; 腾讯