AI正在成为半导体设计师
2021/12/24
人工智能(AI)已开始给半导体设计带来革新。美国谷歌把核心的电路配置工序的用时缩减到此前的100分之1,有助于抑制日益膨胀的半导体开发费用。成为关键的是AI自身不断尝试的“强化学习”技术,让AI掌握压倒工匠的技艺。在物流等领域,引进AI的趋势正在扩大,生产效率的大幅提高令人期待。
谷歌的研发团队6月把采用AI的半导体电路设计方式发布在英国《自然》杂志上。针对运算性能、耗电量和芯片的大小等,据称可在6个小时以内生成不逊色于人类设计师需要数个月的电路配置。据悉存在节省设计师数千小时劳动力的可能性。
半导体的设计尖端而复杂。指尖大小的芯片上汇聚大量的逻辑电路,配置组合达到10的2500次方以上,也就是1的后面跟着2500多个0。有必要从天文数字般的组合之中找出最佳设计。
在这种情况下发挥威力的是AI通过不断重复成功和失败来提升性能的强化学习。AI以被称为“监督学习(Supervised Learning)”的方式为中心,正在用于推动业务高效化等,但从庞大选项之中找出最优解的计算难度很高。强化学习将为克服这种复杂的课题开辟道路,正受到期待。
谷歌的研发团队使电路配置作业仿照围棋等桌游,把电路结构当做棋盘和棋子,让AI进行学习。“胜利条件”是均衡地满足影响运算性能等的各项指标。类似于不断找到最佳行棋步法,计算出符合性能方面要求的电路配置。
谷歌已把AI应用于自主开发的半导体“TPU”的设计上。东京大学教授黑田忠广表示,“需要验证CPU(中央处理器)等其他半导体能否采用相同的方式”。同时积极评价称,“AI像人类那样通过经验和学习来缩小探索范围,正在高效探索答案”。
随着数字化转型(DX)的进展等,提高半导体性能的需求正在加强。用于智能手机和服务器的尖端半导体汇聚上百亿个晶体管,随着电路微细化,复杂程度正在提升。传统设计方式依赖熟练设计人员的经验,开发需要大量时间。
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