Vai trò của AI trong cuộc cách mạng thiết kế chip

Trong nhiều thập kỷ qua, sự đổi mới không ngừng trong thế giới thiết kế chip bán dẫn đã làm cho các bộ vi xử lý nhanh hơn, hiệu quả hơn và dễ sản xuất hơn.

Giờ đây, trí tuệ nhân tạo (AI) đang dẫn đầu làn sóng đổi mới tiếp theo, cắt giảm quy trình thiết kế chip từ hàng năm sang hàng tháng bằng cách làm cho nó hoàn toàn tự chủ. Với những gì đã thể hiện, AI đang thực sự khẳng định sự tồn tại của mình trong thế giới chất bán dẫn, và trong tương lai họ có thể tham gia lĩnh vực này nhiều hơn.

Google, Nvidia và những công ty khác đã giới thiệu các con chip chuyên dụng được thiết kế bởi AI và các công ty tự động hóa thiết kế điện tử (EDA) đã tận dụng AI để tăng tốc độ thiết kế chip. Công ty phần mềm Synopsys giờ đây có thể tạo ra những con chip được thiết kế bởi AI từ đầu đến cuối.

Synopsys đã công bố tại Hội nghị bán dẫn Hot Chips một bản mở rộng của phần mềm DSO.ai có thể xử lý toàn bộ quy trình thiết kế chip. DSO.ai đã được các công ty như Samsung sử dụng để thiết kế chip Exynos cho smartphone và các thiết bị thông minh khác. Không còn chỉ xử lý một số thách thức thiết kế hẹp, Synopsys cho biết hiện nay nó có thể xử lý quá trình từ đầu đến cuối.

Synopsys gọi nó là “phần cứng do phần mềm thiết kế” – một sự thay đổi so với “phần cứng do phần mềm định nghĩa” mà các nhà thiết kế chip đã sử dụng trong nhiều năm. Stelios Diamantidis, giám đốc cấp cao của các giải pháp AI tại Synopsys, cho biết: “Bạn có các công cụ giúp tạo ra một con chip từ đặc điểm kỹ thuật đến quá trình thực hiện cuối cùng trước khi đưa vào xưởng đúc”.

Trong thực tế quy trình này không mới mà nó đơn giản chỉ được mở rộng. DSO.ai đã làm việc trên phần bố cục của quá trình thiết kế, sử dụng AI để xác định bố cục tối ưu của các thành phần cho sức mạnh và hiệu suất. Điều này gợi ý về một chip xử lý được Google tiết lộ gần đây, đó là Google Tensor, trong đó họ sử dụng AI để thiết kế ra chip của mình. Hay nói một cách đơn giản, Google đã sử dụng AI để thiết kế ra Google Tensor. Hiện tại Nvidia cũng đã đầu tư vào học máy để giúp thiết kế bố cục chip của mình.

Như đã biết, thời gian và tiền bạc là những rào cản trong thế giới thiết kế bán dẫn và đó cũng là rào cản đối với các công ty mới quan tâm đến lĩnh vực sản xuất chip. Điều này không chỉ quan trọng đối với các chip bên trong bộ xử lý, card đồ họa và các thành phần khác của PC, mà còn hàng triệu chip khác cần thiết cho các thiết bị thông minh, thiết bị y tế và ô tô.

Synopsys sử dụng một mô hình được gọi là học tăng cường, đào tạo máy về cách đạt được phần thưởng tốt nhất cho một nhiệm vụ được giao. Mô hình này không xác định các mẫu trong tập dữ liệu hoặc dự đoán kết quả mà thay vào đó nó tìm ra con đường tối ưu với lượng lớn dữ liệu thông qua một hệ thống phần thưởng. Đây là mô hình tương tự mà Google đã sử dụng để huấn luyện AI chiến thắng trong các cuộc chơi Cờ vua và Cờ vây, nhưng độ phức tạp cao hơn rất nhiều.

Về những gì AI có thể làm cho thiết kế chip, tiết kiệm thời gian là quan trọng nhất. Synopsys cho biết quá trình thiết kế chip thường mất 2 năm để thực hiện nhưng với AI có thể làm trong 3-6 tháng. Họ tuyên bố rằng điều này sẽ giúp các công ty xây dựng chip nhanh hơn, rẻ hơn và cho các mục đích chuyên biệt hơn.

Ngoài việc nhanh hơn và rẻ hơn, Synopsys tuyên bố rằng chip do AI thiết kế còn hiệu quả hơn. Trong một cuộc họp báo, công ty cho biết chip đã tiết kiệm được tới 26% điện năng khi sử dụng mô hình do AI tạo ra so với một kỹ sư con người – một lợi ích lớn hơn so với việc chuyển sang một quy trình sản xuất mới. 

Theo Digitaltrends