【技术实现步骤摘要】
本专利技术主要涉及计算机，特指一种基于dram的全局互连伊辛架构计算系统。
技术介绍
1、目前的伊辛架构计算系统的自旋个数较少，特别是实现全局互连的伊辛架构计算系统的自旋个数。实现全局互连的伊辛架构计算系统自旋个数较少，难以求解大规模的组合优化问题。然而，绝大部分组合优化问题的映射和求解需要全局连接的伊辛架构。现在的研究者虽然在自旋更新器等结构上进行了创新并减少了部分开销，但是仍主要通过增大sram的存储容量扩大cmos型伊辛架构计算系统。
2、由于大部分伊辛芯片依赖sram存储，自旋规模的增大势必会增加sram的容量，而sram容量的增加会带来不可忽略的功耗和面积开销。因此，目前的伊辛芯片仍然难以实现大规模的自旋系统，基于sram构建的自旋系统容量有限，所能够求解的问题规模往往比较小，实用性受到限制。
3、目前最新的研究进展已有基于edram实现伊辛架构计算系统，但是仅实现邻近8自旋的局部互连，依然没有实现全局互连系统，所能够求解的问题种类较少。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种成本低廉、互连度高、求解速度高效的基于dram的全局互连伊辛架构计算系统。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种基于dram的全局互连伊辛架构计算系统，包括dram存储控制器，所述dram存储控制器中设有伊辛控制模块，所述伊辛控制模块包括退火更新器、随机源和近似概率翻转项生成器，以实现利用
4、作为本专利技术的进一步改进，所述伊辛控制模块中，每个自旋节点都两两相互连接；每个自旋节点用来存储与所有其他自旋的相互作用系数，当相互作用系数位宽设置为16bit时，局部搜索项的位宽设置为32bit，以防止避免数据溢出。
5、作为本专利技术的进一步改进，所述dram存储控制器中每个子阵列部分存储行作为功能行划分为5个部分：
6、(1)c组，为常数组；c0、c1分别恒定存储0和1，构成恒0、恒1行，c2存储32位宽的“+1”补码，即“32'h00000001”；
7、(2)加数行a；a为另一个加数，也就是该自旋和选中自旋的相互作用系数，与选中自旋新自旋状态的乘积；
8、(3)局部搜索项lc行；lc为该自旋局部搜索项的值；a和lc两者构成加法器加数部分；
9、(4)shf16行；shf16用于同步局部搜索项；
10、(5)加法模块功能行，加法运算运行时所需的中间计算保留行及功能行。
11、作为本专利技术的进一步改进，所述dram存储控制器中设有一部分伊辛控制逻辑，用以实现控制系统的退火过程以及自旋更新计算；所述伊辛控制模块包含三个模块：随机数生成器randomnum、自旋更新器updater和概率翻转项生成器probflip。
12、作为本专利技术的进一步改进，所述自旋节点由一个“存储+计算”子阵列或者一个“存储+计算”子阵列和多个“存储”子阵列构成。
13、作为本专利技术的进一步改进，若被选中自旋节点的自旋状态发生改变，局部搜索项通过直接加或减被选中自旋对应的二倍相互作用系数来进行更新，为下式：
14、。
15、作为本专利技术的进一步改进，存储映射方式为只存储相互作用系数。
16、作为本专利技术的进一步改进，存储映射方式为：分别存储和；由于自旋值只有+1、-1两种可能，通过预先计算和，根据被选择自旋的最新状态的正负选择或，然后再进行加法计算，即得到新的局部搜索项。
17、作为本专利技术的进一步改进，用数字将每个自旋节点按顺序编号，并在每个自旋节点的存储子阵列中按自旋节点编号大小按从左至右、从上到下的顺序依次存储该自旋与各个自旋的相互作用系数，在自旋节点对应的自身编号的存储位置存储“0”。
18、作为本专利技术的进一步改进，读取被选中自旋的相互作用系数分为两种情况，一种是被选中自旋的相互作用系数位于“存储+计算”子阵列中，采用“aap”操作将其复制至加数行即完成读取操作；另一种情况是被选中自旋的相互作用系数位于“存储”子阵列中，将其复制到“存储+计算”子阵列属于跨阵列操作，通过增加隔离晶体管，连接相邻子阵列，利用在dram中快速移动子阵列间数据的能力，实现读取指定自旋的相互作用系数。
19、与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
20、1、本专利技术的基于dram实现全局互连的伊辛架构计算系统，成本低廉、互连度高、求解速度高效，本专利技术提供了两种存储映射方式，普通模式只存储正的二倍相互作用系数，预先计算模式分别存储正的和负的二倍相互作用系数。
21、2、本专利技术的基于dram实现全局互连的伊辛架构计算系统，其中的每个自旋节点由一个或多个子阵列组成，通过对存储控制器的改进，使其能够有效控制退火计算的完成，从而完成了对组合优化问题的求解。
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1.一种基于DRAM的全局互连伊辛架构计算系统，包括DRAM存储控制器，其特征在于，所述DRAM存储控制器中设有伊辛控制模块，所述伊辛控制模块包括退火更新器、随机源和近似概率翻转项生成器，以实现利用存储控制器控制退火计算；所述DRAM存储控制器在存储阵列内部采用超前进位加法模块进行局部搜索项的更新计算，并通过SHF16行实现局部搜索项的同步。
2.根据权利要求1所述的基于DRAM的全局互连伊辛架构计算系统，其特征在于：所述伊辛控制模块中，每个自旋节点都两两相互连接；每个自旋节点用来存储与所有其他自旋的相互作用系数，当相互作用系数位宽设置为16bit时，局部搜索项的位宽设置为32bit，以防止避免数据溢出。
3.根据权利要求2所述的基于DRAM的全局互连伊辛架构计算系统，其特征在于：所述DRAM存储控制器中每个子阵列部分存储行作为功能行划分为5个部分：
4.根据权利要求2或3所述的基于DRAM的全局互连伊辛架构计算系统，其特征在于：所述DRAM存储控制器中设有一部分伊辛控制逻辑，用以实现控制系统的退火过程以及自旋更新计算；所述伊辛控制模块包含三个
5.根据权利要求4所述的基于DRAM的全局互连伊辛架构计算系统，其特征在于：所述自旋节点由一个“存储+计算”子阵列或者一个“存储+计算”子阵列和多个“存储”子阵列构成。
6.根据权利要求5所述的基于DRAM的全局互连伊辛架构计算系统，其特征在于：若被选中自旋节点的自旋状态发生改变，局部搜索项通过直接加或减被选中自旋对应的二倍相互作用系数来进行更新，为下式：
7.根据权利要求6所述的基于DRAM的全局互连伊辛架构计算系统，其特征在于：存储映射方式为只存储相互作用系数。
8.根据权利要求6所述的基于DRAM的全局互连伊辛架构计算系统，其特征在于：存储映射方式为：分别存储和；由于自旋值只有+1、-1两种可能，通过预先计算和，根据被选择自旋的最新状态的正负选择或，然后再进行加法计算，即得到新的局部搜索项。
9.根据权利要求6所述的基于DRAM的全局互连伊辛架构计算系统，其特征在于：用数字将每个自旋节点按顺序编号，并在每个自旋节点的存储子阵列中按自旋节点编号大小按从左至右、从上到下的顺序依次存储该自旋与各个自旋的相互作用系数，在自旋节点对应的自身编号的存储位置存储“0”。
10.根据权利要求6所述的基于DRAM的全局互连伊辛架构计算系统，其特征在于：读取被选中自旋的相互作用系数分为两种情况，一种是被选中自旋的相互作用系数位于“存储+计算”子阵列中，采用“AAP”操作将其复制至加数行即完成读取操作；另一种情况是被选中自旋的相互作用系数位于“存储”子阵列中，将其复制到“存储+计算”子阵列属于跨阵列操作，通过增加隔离晶体管，连接相邻子阵列，利用在DRAM中快速移动子阵列间数据的能力，实现读取指定自旋的相互作用系数。
...【技术特征摘要】
1.一种基于dram的全局互连伊辛架构计算系统，包括dram存储控制器，其特征在于，所述dram存储控制器中设有伊辛控制模块，所述伊辛控制模块包括退火更新器、随机源和近似概率翻转项生成器，以实现利用存储控制器控制退火计算；所述dram存储控制器在存储阵列内部采用超前进位加法模块进行局部搜索项的更新计算，并通过shf16行实现局部搜索项的同步。
2.根据权利要求1所述的基于dram的全局互连伊辛架构计算系统，其特征在于：所述伊辛控制模块中，每个自旋节点都两两相互连接；每个自旋节点用来存储与所有其他自旋的相互作用系数，当相互作用系数位宽设置为16bit时，局部搜索项的位宽设置为32bit，以防止避免数据溢出。
3.根据权利要求2所述的基于dram的全局互连伊辛架构计算系统，其特征在于：所述dram存储控制器中每个子阵列部分存储行作为功能行划分为5个部分：
4.根据权利要求2或3所述的基于dram的全局互连伊辛架构计算系统，其特征在于：所述dram存储控制器中设有一部分伊辛控制逻辑，用以实现控制系统的退火过程以及自旋更新计算；所述伊辛控制模块包含三个模块：随机数生成器randomnum、自旋更新器updater和概率翻转项生成器probflip。
5.根据权利要求4所述的基于dram的全局互连伊辛架构计算系统，其特征在于：所述自旋节点由一个“存储+计算”子阵列或者一个“存储+计算”子阵列和多个“存储”子阵列构成。
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭阳，邓文雅，汪志，罗颖哲，刘轶，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：
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