Em apenas 5 horas, a equipe chinesa lançou a "primeira" CPU de design AI totalmente automática do mundo, com desempenho comparável ao Intel 486!

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Fonte da imagem: Gerada por Unbounded AI

Sob a mania da IA desencadeada pelo ChatGPT, mais e mais pessoas estão começando a ver o poder da IA hoje: mapeamento de IA, papéis de escrita de IA, codificação de IA, IA prevendo a estrutura completa do proteoma humano, velocidade de descoberta de IA aumentada em 70% O novo algoritmo de classificação para...

Agora que a IA parece ser "onipotente", muitas pessoas perguntaram: "A IA pode realmente fazer o trabalho de design como os humanos?" A IA é realmente excelente em prever estruturas de proteínas e gerar códigos, mas em design Em geral, o espaço de pesquisa para IA é relativamente pequeno.

A fim de explorar os limites das capacidades de design de IA, instituições como o Instituto de Tecnologia de Computação da Academia Chinesa de Ciências focaram recentemente no design de chips, porque "é o cérebro de um computador e um dos dispositivos mais complexos do mundo". mundo projetado por humanos."

Como resultado, os dados finais foram inesperados: o Instituto de Tecnologia de Computação da Academia Chinesa de Ciências e outras instituições usaram a tecnologia AI para projetar o primeiro chip de CPU do mundo "Enlightenment No. 1" sem intervenção humana e gerado de forma totalmente automática - todo o o processo de treinamento levou menos de 5 horas e o teste de verificação foi preciso O sexo pode chegar a > 99,999999999%!

Deixe a IA projetar uma CPU de nível industrial sem intervenção humana

De acordo com o artigo relacionado "Pushing the Limits of Machine Design: Automated CPU Design with AI" (Pushing the Limits of Machine Design: Automated CPU Design with AI), o objetivo desta pesquisa é: dar à máquina a capacidade de projetar independentemente a CPU, a fim de explorar os limites do design da máquina.

“Se uma máquina puder projetar uma CPU de nível industrial sem intervenção humana, ela não apenas melhorará significativamente a eficiência do projeto, mas também elevará o limite do projeto da máquina a um nível próximo ao desempenho humano, promovendo assim a revolução da indústria de semicondutores”. O jornal também afirmava: "A capacidade de projetar máquinas para si mesmas, o autodesenvolvimento, pode servir como um passo fundamental na construção de máquinas que evoluem".

Com a direção básica, ou seja, automatizar o design da CPU sem programação manual, os pesquisadores da equipe decidiram usar a tecnologia AI para gerar automaticamente o design da CPU diretamente de "entrada-saída (IO)", sem a necessidade de engenheiros humanos fornecerem manualmente qualquer código ou descrição em linguagem natural.

Simplificando, o design tradicional da CPU requer muita mão de obra, incluindo escrever código, projetar a lógica do circuito, verificação funcional e otimização e assim por diante. No entanto, ao transformar o problema de projeto automático da CPU em "problema de geração de lógica de circuito que satisfaça as especificações de entrada-saída", apenas os casos de teste são necessários para gerar diretamente a lógica do circuito que atende aos requisitos - o que torna o processo de projeto de CPU tradicional extremamente demorado. " e "links de verificação" foram omitidos.

Processo de aprendizado da CPU, representação lógica do circuito e processo de aprendizado detalhado

Se você deseja iniciar um processo de design de CPU automatizado sem problemas, precisa treinar a IA com antecedência, incluindo a observação de uma série de entradas e saídas da CPU. Portanto, o documento enfatiza que o design da CPU é "formado apenas por entradas externas - observações de saída, não formalmente. código do programa".

A partir dessas entradas e saídas, os pesquisadores geraram um algoritmo BSD Binary Speculation Diagram (BSD) e alavancaram os princípios de extensões baseadas em Monte Carlo e funções booleanas para melhorar significativamente o desempenho de projetos de CPU baseados em IA. precisão e eficiência.

Comparável à série Intel 486

Por meio do escrutínio passo a passo acima, formou-se um processo automatizado de design de IA para uma CPU: 4 milhões de portas lógicas foram geradas em apenas 5 horas e nasceu o primeiro chip de CPU totalmente automático do mundo sem intervenção manual - Qimeng No. 1 .

O layout do chip de Qimen 1

De acordo com o documento, o Enlightenment No. 1 é baseado na arquitetura RISC-V de 32 bits, adota o processo de 65nm, a frequência pode chegar a 300MHz e pode executar o sistema operacional Linux. De acordo com relatos da mídia, o Qimeng-1 é 4.000 vezes maior que a escala do circuito que pode ser projetada pelo GPT-4 no estágio atual.

Placa de circuito impresso contendo chip Enlightenment 1 para avaliação funcional e de desempenho

Além disso, no benchmark Drystone, o Enlightenment 1 não apenas teve um desempenho tão bom quanto um CPU Intel série 486 projetado por humanos, mas também foi um pouco mais rápido que o Acorn Archimedes A3010.

O que vale a pena mencionar é que o ciclo de design desta CPU RISC-V de 32 bits totalmente projetada por IA é quase 1.000 vezes mais rápido do que o de uma equipe humana completando um design de CPU semelhante, e a precisão do teste de verificação pode atingir> 99,999999999%.

No entanto, algumas pessoas podem não se importar com este Enlightenment No. 1 projetado por IA. Afinal, a CPU da série Intel 486 (Intel 80486SX) com desempenho semelhante já é um "chip antigo" nascido em 1991 no século passado. Mas os pesquisadores ainda estão muito orgulhosos do desenvolvimento do Iluminismo 1: durante todo o processo de design de automação de IA, eles geraram o algoritmo BSD e até mesmo descobriram independentemente a arquitetura von Neumann (uma memória de instrução de programa e memória de dados. estrutura conceitual projetada por computador junto).

**Espera-se que a CPU gerada inteiramente por IA supere os humanos? **

Com toda a justiça, como o primeiro chip do mundo gerado automaticamente por IA, o desempenho e a escala do Enlightenment No. 1 não podem ser comparados com a atual CPU principal, mas, conforme declarado no início do artigo, este experimento em si não é para o desenvolvimento de chips de alto desempenho, mas está "explorando os limites do design de máquinas".

Deixe a IA construir uma nova CPU RISC-V do zero, o verdadeiro significado por trás disso é estudar se a IA pode ser usada para reduzir o ciclo de design e otimização da indústria de semicondutores existente no futuro.

Deste ponto de vista, o experimento conduzido pelo Instituto de Tecnologia de Computação da Academia Chinesa de Ciências e outras instituições tem uma conclusão preliminar: em comparação com a CPU projetada por humanos tradicionais, o ciclo de desenvolvimento do Iluminismo nº 1 foi reduzido em quase 1.000 vezes, porque o demorado processo manual de programação e verificação no fluxo de design da CPU tradicional é completamente omitido.

“Nosso método muda o processo tradicional de design de CPU e tem o potencial de revolucionar a indústria de semicondutores.” No final do artigo, os pesquisadores esperam o futuro do design completo de chips por IA: capacidades, este método também descobre que as arquiteturas von Neumann do conhecimento humano são mais propensas a produzir otimizações arquiteturais agressivas (ou mesmo desconhecidas) no futuro, o que lança alguma luz sobre a construção de uma máquina auto-evolutiva que eventualmente supera o estado de desenvolvimento projetado pelo homem. CPUs de última geração.”

Ou seja, os pesquisadores acreditam que, ao repetir continuamente os métodos de design de chips de IA no futuro, pode-se esperar que as CPUs geradas inteiramente por IA alcancem ou até superem as CPUs projetadas por humanos. Então, o que você pensa sobre esta afirmação?

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