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芯片设计走入人工智能时代了吗?

2021-08-30 09:03
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三星宣布正在使用人工智能技术设计芯片,芯片设计走入人工智能时代了吗?据悉,三星使用新思科技的人工智能软件自动设计尖端计算机芯片,希望加快未来处理器的研发速度。新思科技董事长兼联席首席执行官Aart de Geus对外表示,这是第一个真正意义上用人工智能进行设计的商用处理器。目前,谷歌、英伟达等芯片厂商也开始尝试同样的设计路线。

 

相比传统芯片设计有何优势?

 

三星正在使用的这款人工智能软件叫做DSO.ai,是新思科技在2020年年初推出的,目标是提供更好、更快、更便宜的半导体产品。

 

三星电子执行总裁Jaehong Park表示,DSO.ai找到了一个系统化的最优解决方案,超越了三星此前可以达到的芯片PPA结果。而且,这样的结果未来需要很多专家用一个月的时间进行实验,而DSO.ai仅需三天就可以达成。

 

芯片设计潜在的解决方案空间非常大。据了解,DSO.ai引入了一种新的、可自动生成的优化模式。它可以使用强化学习(RL)技术来自主搜索设计空间的最佳解决方案。

 

目前,强化学习技术在博弈、决策等领域得到广泛应用。世界上第一个打败人类职业围棋选手的AlphaGo,可以说是强化学习最有影响力的应用之一,也是DSO.ai的灵感来源。

 

据新思科技首席产品工程师Mat Philip介绍,面对特定项目的差异化需求,DSO.ai可以用来优化输入参数以及芯片设计工作流程的选择。工程师可以使用DSO.ai进行更多设计流程中的参数输入,例如微调库单元以提供最佳频率或最低功率,采用现有平面图并尽量缩小芯片尺寸,确定多高的工作电压会实现功耗与性能的最佳权衡,在定制时钟结构或者电源分布网络时探索不同效果等。

 

一位不愿透露姓名的集成电路资深分析师向《中国电子报》记者指出,从时间成本上来看,以海思为例,如果设计一款麒麟9000通常来说需要设计经验超过10年以上的设计师,同时设计周期可能会长达半年的时间。虽然DSO.ai的能力不能与高阶的芯片设计师的能力划等号,但是它可以完成一些复杂程度和创新能力要求偏低,对重复设计模块要求更多的设计环节,这是人工智能更擅长的领域,整体来看可以帮助传统芯片设计实现提速、提效。

人工智能

芯片设计走入人工智能时代?

 

用人工智能来设计芯片,需要大量的云计算能力,可能会调用超强的数据中心才能进行开发。“未来大规模采用人工智能进行芯片设计,应该不会全方位普及。”该分析师认为,用高阶的工程师和人工智能设计结合,或者部分模块与人工设计结合的方式,可能是未来业界的一个发展趋势。目前来看,芯片设计仍然需要有经验的高阶架构设计团队来进行整体框架的设计,还没有走到全面由人工智能完成的阶段。

 

从技术层面来看,DSO.ai能够大幅度缩短开发周期和开发难度,不过这款软件尚未产品化,仍是新思科技EDA工具下的一个子工具集。根据目前发布的消息来看,DSO.ai会参与到下一代Exynos芯片的开发中,不过三星官方尚未公布具体会使用在哪款机型上。

 

与三星合作开发手机芯片,并不是新思科技DSO.ai的第一次实践。今年4月,新思科技宣布与瑞萨电子合作,将DSO.ai设计系统引入到汽车芯片设计中,瑞萨电子EDA部门数字设计技术部总监Satoshi Shibatani公开表示了对于DSO.ai的认可,并希望在未来扩大与新思科技的合作,帮助设计团队释放更高的生产力。

 

谷歌、英伟达也开始尝试使用人工智能技术设计芯片。谷歌多年来一直在研究如何使用机器学习来制造芯片,《自然》杂志上的一篇论文透露,这一研究或将走入商业应用阶段。谷歌自己的TPU(张量处理单元)芯片即将发布新版本,该芯片为人工智能计算进行了优化。目前NVIDIA也与谷歌一样,专注于使用人工智能技术生产更好的GPU和云计算TPU平台,以增强他们的竞争地位。

 

短期来看,不论是传统EDA厂商,还是芯片厂商,尝试用人工智能设计芯片更多地是帮助改善自己的产品和服务。

 

从各大厂商的动向来看,人工及人工智能相结合的设计思路或将推动芯片设计走入人工智能时代。人工可以实现整个架构的创新和一些颠覆性的技术应用,而人工智能则可以辅助人工完成一些更加简单、流程化的任务。

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