CBM-Dual: A 65-nm Fully Connected Chaotic Boltzmann Machine Processor for Dual Function Simulated Annealing and Reservoir Computing
硬件体系结构
2026-04-09 v1 机器学习
摘要
本文提出 CBM-Dual，这是首个实现数字混沌动力学处理器 (CDP)，支持模拟退火 (SA) 和滞留计算 (RC)。CBM-Dual 采用规模最大的全连接 1024 神经元混沌玻尔兹曼机 (CBM)，实现实时决策和轻量级自适应，以服务于自主边缘 AI。为解决数字 CDP 的高计算和面积成本，本文提出：1) 针对 CBM 的调度器，利用神经元翻转率天然较低的特性，将乘-累加运算降低 99%；2) 高效乘法分解方案，可将面积降低 59%。该芯片采用 65nm 工艺（12mm²），实现异构任务同步执行和业界领先的能效，分别在 SA 和 RC 领域实现 ×25-54 和 ×4.5 的性能提升。
引用
@article{arxiv.2604.06808,
title = {CBM-Dual: A 65-nm Fully Connected Chaotic Boltzmann Machine Processor for Dual Function Simulated Annealing and Reservoir Computing},
author = {Kanta Yoshioka and Soshi Hirayae and Yuichiro Tanaka and Yuichi Katori and Takashi Morie and Hakaru Tamukoh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.06808},
year = {2026}
}
备注
3 pages, 9 figures