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SKI-SAT: A CMOS-Compatible Hardware for Solving SAT Problems
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AI
DOI：10.1109/TCSI.2025.3554145.png)
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摘要
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受自然启发的计算正受到越来越多的关注。近期已有多种伊辛机（IM）实现被证明在解决包括最大割、低密度奇偶校验（LDPC）解码和布尔可满足性（SAT）问题在内的众多组合优化问题上具有有效性。本文提出了一种新颖的方法，通过CMOS电路实现来求解SAT或MAX-SAT问题。该技术通过将SAT变量映射到由通过耦合单元网络相互作用的节点阵列生成的量化电容电压上，来求解SAT问题。节点间的相互作用通过耦合单元产生的耦合电流实现，这些电流对电容电压进行充放电，沿着SAT问题的代价函数实现梯度下降以最小化不满足的子句数量。该系统还集成了一个独特的低复杂度扰动方案以避免陷入局部极小值，极大地提升了系统性能。仿真结果表明，所提出的SKI-SAT是一种高性能、低能耗的替代方案，显著超越现有的基于软件的SAT求解器，实现了超过10倍更快的求解速度和超过300倍的更低功耗。
Keyword:
Combinatorial optimization problems
Ising machine
Boolean satisfiability
SAT
CMOS
nature-based computing
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