Un grupo de científicos chinos ha publicado (PDF) un artículo titulado «Superando los límites del diseño de máquinas: diseño de CPU automatizado con IA». El documento detalla el trabajo de los investigadores en el diseño de una nueva CPU RISC-V a escala industrial en menos de 5 horas. Se afirma que esta hazaña automatizada por IA fue aproximadamente 1000 veces más rápida de lo que un equipo humano podría haber terminado un diseño de CPU comparable. Sin embargo, algunos pueden burlarse de la CPU diseñada por IA resultante que funciona aproximadamente a la par con un i486.
El objetivo del equipo de investigación chino era responder a la pregunta de si las máquinas pueden diseñar chips como los humanos. Los diseños anteriores creados por IA han sido relativamente pequeños o de alcance limitado, reconoce el equipo. Por lo tanto, para probar los límites del diseño de IA, los investigadores pensaron que intentarían obtener una IA para diseñar automáticamente una CPU RISC-V.
Los proyectos como este suelen comenzar con un período de aprendizaje automático. El entrenamiento consistió en observar una serie de entradas y salidas de la CPU. Los científicos generaron un diagrama de especulación binaria (BSD) a partir de esta E/S y aprovecharon los principios de la expansión basada en Monte Carlo y las funciones booleanas para perfeccionar la precisión y la eficiencia del diseño de la CPU basada en IA. Por lo tanto, el diseño de la CPU se formó «solo a partir de observaciones externas de entrada y salida en lugar de un código de programa formal», explican los científicos. También contaba con una impresionante precisión del 99,99999999999%.
Usando el proceso descrito anteriormente, se creó un diseño de IA automatizado de una CPU. La CPU del conjunto de instrucciones RISC-V32IA grabada se fabricó a 65 nm y podía funcionar hasta a 300 MHz. La ejecución del sistema operativo Linux (kernel 5.15) y SPEC CINT 2000 en la CPU generada por IA validó su funcionalidad. En los puntos de referencia de Drystone, la CPU generada por IA funcionó a la par con un i486. Curiosamente, parece ser un poco más rápido que un Acorn Archimedes A3010 en la misma prueba.
Aunque algunos pueden no estar impresionados por el rendimiento de la CPU generada por IA, los científicos también parecen bastante orgullosos de que su BSD generado «descubrió la arquitectura de von Neumann desde cero».
La construcción de una nueva CPU RISC-V desde cero usando IA no es solo de interés académico o de uso potencial para hacer nuevas CPU desde cero. Según los investigadores, la IA podría usarse para reducir significativamente los ciclos de diseño y optimización en la industria de semiconductores existente. Además, en su conclusión, los científicos incluso se preguntan si esta investigación podría llevarse más allá para formar la base de una máquina autoevolutiva.
Esta no es de ninguna manera nuestra primera historia sobre el uso de IA para avanzar en los diseños de procesadores de computadora. En marzo, informamos sobre el uso de IA por parte de Nvidia para optimizar los diseños de chips, particularmente el trabajo de planificación del piso. Además, en mayo, informamos que Synopsys se jactaba de que su software DSO.ai se había utilizado en más de 200 diseños de chips de clientes.