Một nhóm các nhà nghiên cứu của Đại học bang New York (NYU) đã làm được điều tưởng chừng như không thể: họ đã thiết kế thành công một con chip bán dẫn không có ngôn ngữ định nghĩa phần cứng. Chỉ sử dụng tiếng Anh đơn giản – cùng các định nghĩa và ví dụ trong đó có thể định nghĩa và mô tả bộ xử lý bán dẫn – nhóm đã cho thấy khả năng khéo léo, óc tò mò và kiến thức cơ bản của con người có thể làm được khi được hỗ trợ bởi sức mạnh AI của ChatGPT.
Mặc dù đáng ngạc nhiên, nhưng nó còn đi xa hơn: con chip không chỉ được thiết kế. Nó đã được sản xuất; nó đã được đánh giá chuẩn, và nó đã hoạt động. Việc sử dụng tiếng Anh đơn giản của hai kỹ sư phần cứng cho thấy ChatGPT có thể có giá trị và mạnh mẽ như thế nào (như thể chúng tôi vẫn còn nghi ngờ, sau một số điều đáng kinh ngạc mà nó đã thực hiện).
Con chip do nhóm nghiên cứu và ChatGPT thiết kế không phải là một bộ xử lý hoàn chỉnh; không có gì cản trở bộ xử lý Intel hoặc AMD giống như bộ xử lý trong danh sách CPU tốt nhất của chúng tôi. Nhưng nó là một thành phần của toàn bộ CPU: logic chịu trách nhiệm tạo ra kiến trúc bộ vi xử lý dựa trên bộ tích lũy 8 bit mới. Bộ tích lũy về cơ bản là các thanh ghi (bộ nhớ) trong đó kết quả của các phép tính trung gian được lưu trữ cho đến khi hoàn thành phép tính chính. Nhưng chúng không thể thiếu đối với cách thức hoạt động của CPU; có lẽ các bit cần thiết khác cũng có thể được thiết kế.
Thông thường, các nhóm làm việc theo nhiều giai đoạn để đưa chip vào thiết kế và sản xuất; một giai đoạn như vậy phải thực hiện với việc dịch “tiếng Anh đơn giản” mô tả chip và các khả năng của nó sang Ngôn ngữ mô tả phần cứng (HDL) đã chọn (chẳng hạn như Verilog), đại diện cho hình dạng, mật độ và bố cục chung thực tế của các phần tử khác nhau bên trong. con chip cần thiết cho quá trình khắc.
ChatGPT là một cỗ máy nhận dạng mẫu (giống như con người – mặc dù cả hai chúng ta đều hơn thế một chút), nó hỗ trợ đáng kinh ngạc với bất kỳ loại ngôn ngữ nào: giọng nói, chữ viết và cụ thể ở đây là dựa trên phần cứng. ChatGPT cho phép các kỹ sư bỏ qua giai đoạn HDL, điều này mặc dù rất ấn tượng nhưng khiến các chuyên gia kỹ thuật HDL hơi lo lắng. Đặc biệt là khi các nhà nghiên cứu cho biết họ mong đợi ít lỗi do con người gây ra hơn trong quá trình biên dịch HDL, góp phần tăng năng suất, rút ngắn thời gian thiết kế và thời gian đưa ra thị trường, đồng thời cho phép tạo ra nhiều thiết kế sáng tạo hơn.
Ông nói: “Chúng tôi muốn biết các mô hình tốt như thế nào. “Rất nhiều người nhìn vào những mô hình này và nói, ‘Những mô hình này thực sự chỉ là đồ chơi thôi.’ Và tôi không nghĩ rằng chúng là đồ chơi. Chúng chưa có ở khắp mọi nơi, nhưng chắc chắn sẽ có, và đó là lý do tại sao chúng tôi tạo ra Chip Chat—gần giống như một bằng chứng về trình diễn khái niệm.”
Tiến sĩ Hammond Pearce, NYU Tandon
Một điều đáng quan tâm hơn một chút (hoặc ít nhất là gây tranh cãi) là mong muốn loại bỏ nhu cầu về sự thông thạo HDL của các nhà thiết kế chip. Là một lĩnh vực cực kỳ chuyên biệt và phức tạp, đây là một kỹ năng tương đối hiếm và rất khó để thành thạo.
Tiến sĩ Pearce nói: “Thách thức lớn với các ngôn ngữ mô tả phần cứng là không nhiều người biết cách viết chúng. “Thật khó để trở thành chuyên gia về chúng. Điều đó có nghĩa là chúng tôi vẫn có những kỹ sư giỏi nhất của mình làm những công việc tầm thường bằng những ngôn ngữ này bởi vì không có nhiều kỹ sư làm chúng.”
Tất nhiên, việc tự động hóa các phần của quy trình này sẽ là một lợi ích nhất định. Nó có thể giảm bớt nút cổ chai của con người bằng cách tăng tốc các chuyên gia đã có ngay cả khi những chuyên gia mới được nuôi dưỡng và đào tạo. Nhưng có rủi ro khi đặt kỹ năng này hoàn toàn phụ thuộc vào một máy dựa trên phần mềm phụ thuộc vào điện (và kết nối máy chủ, trong trường hợp của ChatGPT) để chạy.
Ngoài ra còn có vấn đề về việc tin tưởng vào thứ thực chất là hộp đen phần mềm khó hiểu và kết quả đầu ra của nó. Chúng tôi đã thấy điều gì có thể xảy ra khi tiêm nhanh và LLM không tránh khỏi các lỗ hổng. Chúng tôi thậm chí có thể coi chúng có các lỗ hổng mở rộng vì ngoài việc là một phần mềm, nó còn là một phần mềm do đào tạo. Và việc xem xét khả năng một LLM dựa trên chip bị lây nhiễm trong giai đoạn đào tạo của nó để giới thiệu một cửa sau dựa trên phần cứng “thông minh về mặt ma quỷ” dẫn đến… một nơi nào đó không phải là khoa học viễn tưởng. Điều này nghe có vẻ cường điệu, và vâng, nó ở mức thấp tuyệt đối trong thang khả năng; nhưng với phần mềm độc hại đột biến và những bất ngờ khó chịu khác bắt nguồn từ các phiên bản Mô hình ngôn ngữ lớn ngày nay, điều gì sẽ nói về những gì sẽ phun ra từ chúng vào ngày mai?
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng các Mô hình ngôn ngữ lớn (LLM) có sẵn trên thị trường và công khai để làm việc trên tám ví dụ thiết kế phần cứng, làm việc thông qua văn bản tiếng Anh đơn giản để hướng tới tương đương Verilog (HDL) trong tương tác qua lại trực tiếp giữa các kỹ sư và LLM.
Tiến sĩ Hammond Pearce của NYU Tandon, trợ lý giáo sư nghiên cứu và là thành viên nhóm nghiên cứu cho biết: “Nghiên cứu này dẫn đến kết quả mà chúng tôi tin là HDL hoàn toàn do AI tạo ra được gửi để chế tạo thành chip vật lý. “Một số mô hình AI, như ChatGPT của OpenAI và Bard của Google, có thể tạo mã phần mềm bằng các ngôn ngữ lập trình khác nhau, nhưng ứng dụng của chúng trong thiết kế phần cứng vẫn chưa được nghiên cứu rộng rãi. Nghiên cứu này cho thấy AI cũng có thể mang lại lợi ích cho việc chế tạo phần cứng, đặc biệt là khi nó được sử dụng theo cách đàm thoại, nơi bạn có thể có một kiểu trao đổi qua lại để hoàn thiện các thiết kế.”
Hiện đã có một số công cụ Tự động hóa thiết kế điện tử (EDA), với AI cho thấy kết quả ấn tượng về bố cục chip và các yếu tố khác. Nhưng ChatGPT không phải là một phần mềm chuyên dụng; rõ ràng, nó có thể viết thơ và đóng vai khách mời EDA. Con đường trở thành nhà thiết kế EDA hiện có rào cản kiến thức thấp hơn nhiều. Có lẽ một ngày nào đó, đủ số bit và phần của CPU sẽ được mở ra để bất kỳ ai có đủ quyết tâm (và sự trợ giúp vô giá) của ChatGPT đều có thể thiết kế cấu trúc CPU của họ tại nhà.
Vâng, nhiều câu hỏi có thể được đặt ra về điều đó có nghĩa là gì. Nhưng nó không có tiềm năng?
