CPU RISC-V de 32 bits
En la primera mitad de 2023, la ola de IA liderada por ChatGPT ha barrido el mundo, y los principales fabricantes han comenzado a implementar su propia IA. La alta demanda de potencia computacional de la IA generativa también ha hecho que las ventas de chips GPU se disparen, y los recursos globales de potencia computacional se encuentran en estado de escasez. Para mejorar la productividad del chip, el Instituto de Tecnología de Computación de la Academia China de Ciencias utilizó tecnología de IA para diseñar una CPU RISC-V de 32 bits «Enlightenment No. 1»; este es el primer chip de CPU completamente automático del mundo sin intervención humana.
Se entiende que esta CPU utiliza un proceso de 65nm con una frecuencia de 300MHz, y el chip de la CPU fue fabricado en diciembre de 2021. La CPU ejecuta con éxito el sistema operativo Linux y el programa SPEC CPU 2000 después de su puesta en marcha, y su rendimiento es equivalente al del 80486SX de la serie Intel 486, pero el ciclo de diseño se acorta a 1/1000 del original.
Diseño de CPU tradicional vs. CPU con IA
Según los informes, la fabricación avanzada de chips debe pasar por más de 1.000 pasos. Se requieren cálculos complejos en cada etapa, y cada paso debe ser casi perfecto, y lo mismo ocurre con el diseño y la fabricación de CPU. En este trabajo desafiante, normalmente se requiere un equipo de ingenieros para escribir el código y luego completar el diseño del circuito con la ayuda de herramientas EDA. En este proceso, las pruebas repetidas y la optimización de la verificación son indispensables. Precisamente porque el proceso es extremadamente complejo y tedioso, y requiere mucha mano de obra y recursos. A veces se necesitan meses o incluso años para completar un proyecto de diseño de chips a gran escala. Tomando la CPU Intel K486 como ejemplo, solo la etapa de verificación tarda 190 días.
Los investigadores de Enlightenment 1, basados en el algoritmo BSD Binary Speculation Diagram (BSD), utilizan tecnología de IA para generar automáticamente diseños de CPU directamente a partir de la entrada-salida (IO) de los casos de prueba. En este proceso, no es necesario que los ingenieros proporcionen ningún código o descripción en lenguaje natural, y se completa en 5 horas. Aunque el proceso de entrenamiento tarda menos de 5 horas, puede lograr una precisión de prueba de verificación >99.999999999%, por lo que solo se necesitan casos de prueba para generar directamente la lógica del circuito que cumpla con los requisitos, lo que puede eliminar el diseño lógico y la verificación en el enlace del proceso de diseño tradicional.
De hecho, esta no es la primera vez que la IA ha generado un chip. Anteriormente, investigadores de la Escuela de Ingeniería Tandon de la Universidad de Nueva York habían utilizado ChatGPT-4 para generar un chip microprocesador a través de simples «diálogos» en inglés. Se generaron cuatro millones de puertas lógicas en una hora, lo que es 4.000 veces más grande que la escala de circuitos actual que puede ser diseñada por GPT-4.
Actualmente, con el desarrollo de la tecnología de IA, cada vez más empresas han comenzado a introducirla en el diseño y la fabricación de chips. Algunos expertos de la industria dijeron que, aunque el rendimiento de la CPU Enlightenment No. 1 todavía es relativamente pobre y no se puede comparar con las CPU de alto nivel, siempre que la IA sea entrenada continuamente y el camino técnico sea explorado de forma constante, se espera que la CPU generada automáticamente por IA en 5 a 10 años alcance o incluso supere el nivel de las CPU diseñadas por expertos humanos.
Sin embargo, creo que es dudoso si la IA realmente «eliminará» a los diseñadores de chips humanos en el futuro. Después de todo, antes de alcanzar la etapa de inteligencia artificial fuerte, la IA solo puede usarse como auxiliar. Después de todo, la innovación continua de los diseñadores de chips humanos es la base del desarrollo y progreso continuos de la tecnología de chips.
