طراحی ۵ ساعته پردازنده با استفاده از هوش مصنوعی

محققان چینی از هوش مصنوعی برای طراحی پردازنده RISC-V در کمتر از ۵ ساعت استفاده کردند. این تراشه در بنچمارک‌های لینوکس با سرعت حدود i486 اجرا شد.

یک گروه از دانشمندان چینی یک مقاله با عنوان “فشار بر محدودیت های طراحی ماشین: طراحی خودکار CPU با هوش مصنوعی” را منتشر کرده‌اند.

در این مقاله، جزئیات کار تحقیقاتی این دانشمندان در زمینه طراحی یک پردازنده جدید RISC-V برای استفاده در صنعت در کمتر از ۵ ساعت با استفاده از هوش مصنوعی آورده شده است. ادعا شده است که این دستاورد هوش مصنوعی حدود ۱۰۰۰ برابر سریعتر از زمانی است که یک تیم انسانی می‌توانست طراحی مشابه پردازنده را به پایان برساند. با این حال، برخی ممکن است با پردازنده‌ی طراحی شده توسط هوش مصنوعی که حدوداً با سرعت i486 عمل می‌کند، شوخی کنند.

هدف تیم تحقیقاتی چینی پاسخ دادن به این سوال بود که آیا ماشین‌ها می‌توانند مانند انسان‌ها پردازنده‌هایی را طراحی کنند یا خیر؟ به گفته این تیم، طرح‌هایی که توسط هوش مصنوعی ساخته شده‌اند، در گذشته نسبتاً کوچک یا محدود بوده‌اند. بنابراین، برای آزمایش مرزهای طراحی هوش مصنوعی، پژوهشگران تصمیم گرفتند تا با استفاده از یک هوش مصنوعی، به صورت خودکار یک پردازنده RISC-V طراحی کنند.

پروژه‌هایی مانند این معمولا با دوره‌ای از یادگیری ماشین شروع می‌شوند. آموزش از مشاهده یک سری ورودی و خروجی پردازنده آغاز شد. دانشمندان از این ورودی-خروجی، یک نمودار احتمال دودویی (BSD) تولید کردند و با استفاده از اصول گسترش بر اساس Monte Carlo و توابع بولین، دقت و کارایی طراحی پردازنده مبتنی بر هوش مصنوعی را بهبود بخشیدند. به گفته دانشمندان، طراحی پردازنده تنها از مشاهدات ورودی-خروجی خارجی به جای کد برنامه رسمی شکل گرفت. همچنین، دقت این پردازنده‌ی طراحی شده توسط هوش مصنوعی، با دقت 99.99999999999٪، بسیار قابل توجه است.

با استفاده از فرایندی که در بالا شرح داده شد، یک طراحی پردازنده با هوش مصنوعی به صورت خودکار ساخته شد. پردازنده‌ RISC-V32IA با مجموعه دستورات CPU تولید شده به اندازه ۶۵ نانومتر ساخته شد و می‌توانست تا سرعت ۳۰۰ مگاهرتز اجرا شود. اجرای سیستم عامل لینوکس (kernel 5.15) و SPEC CINT 2000 بر روی پردازنده‌ی تولید شده توسط هوش مصنوعی، عملکرد آن را تأیید کرد. در بنچمارک Drystone، پردازنده‌ی تولید شده توسط هوش مصنوعی به طور تقریبی همتراز یک i486 عمل کرد. به طور جالبی، به نظر می‌رسد که در همان آزمایش، کمی سریع‌تر از یک Acorn Archimedes A3010 عمل کرده است.

اگرچه برخی از افراد ممکن است توسط عملکرد پردازنده‌ تولید شده توسط هوش مصنوعی تحت تأثیر قرار نگیرند، اما به نظر می‌رسد که دانشمندان بسیار افتخار می‌کنند که BSD تولید شده توسط آن‌ها معماری von Neumann را از ابتدا کشف کرد.

ساخت یک پردازنده جدید RISC-V از ابتدا با استفاده از هوش مصنوعی، نه تنها برای تحقیقات آکادمیک جالب است، بلکه به نظر می‌رسد برای ساخت پردازنده‌های جدید از صفر نیز می‌تواند استفاده شود. به گفته پژوهشگران، هوش مصنوعی می‌تواند برای کاهش چرخه‌های طراحی و بهینه‌سازی در صنعت نیمه‌رسانایی موجود، به طور قابل توجهی مورد استفاده قرار گیرد. علاوه بر این، در نتیجه‌گیری خود، دانشمندان حتی در حال تأمل هستند که آیا این پژوهش می‌تواند پایه‌ی یک ماشین خودتکامل‌کننده را شکل دهد یا خیر.

این به هیچ وجه اولین باری نیست که درباره استفاده از هوش مصنوعی برای پیشرفت در طراحی پردازنده‌های کامپیوتری گزارش داده شده است. در مارس، ما درباره استفاده از هوش مصنوعی توسط شرکت Nvidia برای بهینه‌سازی طرح‌های تراشه، به ویژه کار بر روی طراحی floor-planning، گزارش دادیم. همچنین، در ماه می، ما درباره ادعای شرکت Synopsys در مورد استفاده از نرم‌افزار DSO.ai خود در بیش از ۲۰۰ طراحی تراشه مشتریان گزارش دادیم.