三星宣布正在使用人工智能技術(shù)設(shè)計(jì)芯片，芯片設(shè)計(jì)走入人工智能時(shí)代了嗎?據(jù)悉，三星使用新思科技的人工智能軟件自動(dòng)設(shè)計(jì)尖端計(jì)算機(jī)芯片，希望加快未來(lái)處理器的研發(fā)速度。新思科技董事長(zhǎng)兼聯(lián)席首席執(zhí)行官Aart de Geus對(duì)外表示，這是第一個(gè)真正意義上用人工智能進(jìn)行設(shè)計(jì)的商用處理器。目前，谷歌、英偉達(dá)等芯片廠(chǎng)商也開(kāi)始嘗試同樣的設(shè)計(jì)路線(xiàn)。

相比傳統(tǒng)芯片設(shè)計(jì)有何優(yōu)勢(shì)?

三星正在使用的這款人工智能軟件叫做DSO.ai，是新思科技在2020年年初推出的，目標(biāo)是提供更好、更快、更便宜的半導(dǎo)體產(chǎn)品。

三星電子執(zhí)行總裁Jaehong Park表示，DSO.ai找到了一個(gè)系統(tǒng)化的最優(yōu)解決方案，超越了三星此前可以達(dá)到的芯片PPA結(jié)果。而且，這樣的結(jié)果未來(lái)需要很多專(zhuān)家用一個(gè)月的時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而DSO.ai僅需三天就可以達(dá)成。

芯片設(shè)計(jì)潛在的解決方案空間非常大。據(jù)了解，DSO.ai引入了一種新的、可自動(dòng)生成的優(yōu)化模式。它可以使用強(qiáng)化學(xué)習(xí)(RL)技術(shù)來(lái)自主搜索設(shè)計(jì)空間的最佳解決方案。

目前，強(qiáng)化學(xué)習(xí)技術(shù)在博弈、決策等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。世界上第一個(gè)打敗人類(lèi)職業(yè)圍棋選手的AlphaGo，可以說(shuō)是強(qiáng)化學(xué)習(xí)最有影響力的應(yīng)用之一，也是DSO.ai的靈感來(lái)源。

據(jù)新思科技首席產(chǎn)品工程師Mat Philip介紹，面對(duì)特定項(xiàng)目的差異化需求，DSO.ai可以用來(lái)優(yōu)化輸入?yún)?shù)以及芯片設(shè)計(jì)工作流程的選擇。工程師可以使用DSO.ai進(jìn)行更多設(shè)計(jì)流程中的參數(shù)輸入，例如微調(diào)庫(kù)單元以提供最佳頻率或最低功率，采用現(xiàn)有平面圖并盡量縮小芯片尺寸，確定多高的工作電壓會(huì)實(shí)現(xiàn)功耗與性能的最佳權(quán)衡，在定制時(shí)鐘結(jié)構(gòu)或者電源分布網(wǎng)絡(luò)時(shí)探索不同效果等。

一位不愿透露姓名的集成電路資深分析師向《中國(guó)電子報(bào)》記者指出，從時(shí)間成本上來(lái)看，以海思為例，如果設(shè)計(jì)一款麒麟9000通常來(lái)說(shuō)需要設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)超過(guò)10年以上的設(shè)計(jì)師，同時(shí)設(shè)計(jì)周期可能會(huì)長(zhǎng)達(dá)半年的時(shí)間。雖然DSO.ai的能力不能與高階的芯片設(shè)計(jì)師的能力劃等號(hào)，但是它可以完成一些復(fù)雜程度和創(chuàng)新能力要求偏低，對(duì)重復(fù)設(shè)計(jì)模塊要求更多的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，這是人工智能更擅長(zhǎng)的領(lǐng)域，整體來(lái)看可以幫助傳統(tǒng)芯片設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)提速、提效。

芯片設(shè)計(jì)走入人工智能時(shí)代?

用人工智能來(lái)設(shè)計(jì)芯片，需要大量的云計(jì)算能力，可能會(huì)調(diào)用超強(qiáng)的數(shù)據(jù)中心才能進(jìn)行開(kāi)發(fā)。“未來(lái)大規(guī)模采用人工智能進(jìn)行芯片設(shè)計(jì)，應(yīng)該不會(huì)全方位普及。”該分析師認(rèn)為，用高階的工程師和人工智能設(shè)計(jì)結(jié)合，或者部分模塊與人工設(shè)計(jì)結(jié)合的方式，可能是未來(lái)業(yè)界的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。目前來(lái)看，芯片設(shè)計(jì)仍然需要有經(jīng)驗(yàn)的高階架構(gòu)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)來(lái)進(jìn)行整體框架的設(shè)計(jì)，還沒(méi)有走到全面由人工智能完成的階段。

從技術(shù)層面來(lái)看，DSO.ai能夠大幅度縮短開(kāi)發(fā)周期和開(kāi)發(fā)難度，不過(guò)這款軟件尚未產(chǎn)品化，仍是新思科技EDA工具下的一個(gè)子工具集。根據(jù)目前發(fā)布的消息來(lái)看，DSO.ai會(huì)參與到下一代Exynos芯片的開(kāi)發(fā)中，不過(guò)三星官方尚未公布具體會(huì)使用在哪款機(jī)型上。

與三星合作開(kāi)發(fā)手機(jī)芯片，并不是新思科技DSO.ai的第一次實(shí)踐。今年4月，新思科技宣布與瑞薩電子合作，將DSO.ai設(shè)計(jì)系統(tǒng)引入到汽車(chē)芯片設(shè)計(jì)中，瑞薩電子EDA部門(mén)數(shù)字設(shè)計(jì)技術(shù)部總監(jiān)Satoshi Shibatani公開(kāi)表示了對(duì)于DSO.ai的認(rèn)可，并希望在未來(lái)擴(kuò)大與新思科技的合作，幫助設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)釋放更高的生產(chǎn)力。

谷歌、英偉達(dá)也開(kāi)始嘗試使用人工智能技術(shù)設(shè)計(jì)芯片。谷歌多年來(lái)一直在研究如何使用機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)制造芯片，《自然》雜志上的一篇論文透露，這一研究或?qū)⒆呷肷虡I(yè)應(yīng)用階段。谷歌自己的TPU(張量處理單元)芯片即將發(fā)布新版本，該芯片為人工智能計(jì)算進(jìn)行了優(yōu)化。目前NVIDIA也與谷歌一樣，專(zhuān)注于使用人工智能技術(shù)生產(chǎn)更好的GPU和云計(jì)算TPU平臺(tái)，以增強(qiáng)他們的競(jìng)爭(zhēng)地位。

短期來(lái)看，不論是傳統(tǒng)EDA廠(chǎng)商，還是芯片廠(chǎng)商，嘗試用人工智能設(shè)計(jì)芯片更多地是幫助改善自己的產(chǎn)品和服務(wù)。

從各大廠(chǎng)商的動(dòng)向來(lái)看，人工及人工智能相結(jié)合的設(shè)計(jì)思路或?qū)⑼苿?dòng)芯片設(shè)計(jì)走入人工智能時(shí)代。人工可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)架構(gòu)的創(chuàng)新和一些顛覆性的技術(shù)應(yīng)用，而人工智能則可以輔助人工完成一些更加簡(jiǎn)單、流程化的任務(wù)。(記者 張一迪)

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