Một nhóm các nhà khoa học Trung Quốc đã xuất bản (PDF) một bài báo có tiêu đề “Đẩy mạnh giới hạn của thiết kế máy: Thiết kế CPU tự động với AI”. Bài viết nêu chi tiết công việc của các nhà nghiên cứu trong việc thiết kế CPU RISC-V quy mô công nghiệp mới trong vòng chưa đầy 5 giờ. Người ta khẳng định kỳ tích do AI tự động hóa này nhanh hơn khoảng 1000 lần so với một nhóm con người có thể hoàn thành một thiết kế CPU tương đương. Tuy nhiên, một số người có thể chế nhạo CPU do AI thiết kế có hiệu suất xấp xỉ ngang bằng với i486.
Mục tiêu của nhóm nghiên cứu Trung Quốc là trả lời câu hỏi liệu máy móc có thể thiết kế chip như con người hay không. Nhóm nghiên cứu cho biết các thiết kế do AI tạo ra trước đây tương đối nhỏ hoặc bị giới hạn về phạm vi. Do đó, để kiểm tra ranh giới của thiết kế AI, các nhà nghiên cứu nghĩ rằng họ sẽ thử và để một AI tự động thiết kế CPU RISC-V.
Các dự án như thế này thường bắt đầu bằng một giai đoạn học máy. Đào tạo bao gồm quan sát một loạt các đầu vào và đầu ra của CPU. Các nhà khoa học đã tạo ra Sơ đồ suy đoán nhị phân (BSD) từ I/O này và tận dụng các nguyên tắc mở rộng dựa trên Monte Carlo và các hàm Boolean để trau dồi tính chính xác và hiệu quả của thiết kế CPU dựa trên AI. Do đó, thiết kế CPU được hình thành “chỉ từ các quan sát đầu vào-đầu ra bên ngoài thay vì mã chương trình chính thức”, các nhà khoa học giải thích. Nó cũng tự hào về độ chính xác ấn tượng 99,99999999999%.
Sử dụng quy trình được phác thảo ở trên, một thiết kế AI tự động của CPU đã được tạo. CPU tập lệnh RISC-V32IA đã thu âm được chế tạo ở quy trình 65nm và có thể chạy ở tốc độ lên đến 300 MHz. Việc chạy hệ điều hành Linux (kernel 5.15) và SPEC CINT 2000 trên CPU do AI tạo ra đã xác thực chức năng của nó. Trong các điểm chuẩn của Drystone, CPU do AI tạo ra hoạt động ngang bằng với i486. Điều thú vị là nó có vẻ nhanh hơn một chút so với Acorn Archimedes A3010 trong cùng một thử nghiệm.
Mặc dù một số người có thể không ấn tượng với hiệu năng của CPU do AI tạo ra, nhưng các nhà khoa học cũng có vẻ khá tự hào rằng BSD do họ tạo ra đã “khám phá ra kiến trúc von Neumann từ đầu”.
Việc xây dựng một CPU RISC-V mới từ đầu bằng cách sử dụng AI không chỉ mang lại lợi ích về mặt học thuật hay khả năng sử dụng để tạo ra các CPU mới từ đầu. Theo các nhà nghiên cứu, AI có thể được sử dụng để giảm đáng kể chu kỳ thiết kế và tối ưu hóa trong ngành công nghiệp bán dẫn hiện có. Hơn nữa, trong phần kết luận của mình, các nhà khoa học thậm chí còn cân nhắc liệu nghiên cứu này có thể được tiến hành xa hơn để hình thành nền tảng của một cỗ máy tự phát triển hay không.
Đây hoàn toàn không phải là câu chuyện đầu tiên của chúng tôi về việc AI được sử dụng để cải tiến các thiết kế bộ xử lý máy tính. Vào tháng 3, chúng tôi đã báo cáo về việc Nvidia sử dụng AI để tối ưu hóa các thiết kế chip, đặc biệt là công việc lập kế hoạch sàn. Ngoài ra, vào tháng 5, chúng tôi đã báo cáo về Synopsys khoe rằng phần mềm DSO.ai của họ đã được sử dụng trong hơn 200 thiết kế chip của khách hàng.
