Oamenii sunt dați la o parte: Inteligența Artificială dezvăluie modele ciudate de cipuri, descoperind în același timp noi funcționalități

Postat la: 11.01.2025 |

Inteligența artificială reduce costurile și timpul de proiectare a cipurilor, dar asta nu este tot. Designul AI prezintă modele de circuite neobișnuite și eficiente. Microcipurile specializate care gestionează semnalele la vârful tehnologiei fără fir sunt lucrări uimitoare de miniaturizare și inginerie. Ele sunt, de asemenea, dificil și costisitor de proiectat.

În prezent, cercetătorii de la Princeton Engineering și de la Indian Institute of Technology au valorificat inteligența artificială pentru a face un pas esențial în direcția reducerii timpului și a costurilor de proiectare a noilor cipuri fără fir și a descoperirii de noi funcționalități care să satisfacă cererile tot mai mari de viteză și performanță fără fir.

Într-un studiu publicat în Nature Communications, cercetătorii descriu metodologia lor, în care o inteligență artificială creează structuri electromagnetice complicate și circuite asociate în microcipuri pe baza parametrilor de proiectare. Ceea ce înainte dura săptămâni de muncă de înaltă calificare poate fi realizat acum în câteva ore.

În plus, inteligența artificială din spatele noului sistem a produs noi modele ciudate, cu modele neobișnuite de circuite. Kaushik Sengupta, cercetătorul principal, a declarat că aceste modele sunt neintuitive și este puțin probabil să fie dezvoltate de o minte umană. Dar ele oferă frecvent îmbunătățiri marcate chiar și față de cele mai bune cipuri standard.

„Creăm structuri care sunt complexe și par să aibă o formă aleatorie, iar atunci când sunt conectate la circuite, acestea creează performanțe care nu puteau fi atinse anterior. Oamenii nu le pot înțelege cu adevărat, dar pot funcționa mai bine", a declarat Sengupta, profesor de inginerie electrică și informatică și co-director al NextG, programul Princeton de parteneriat industrial pentru dezvoltarea comunicațiilor de generație următoare.

Aceste circuite pot fi proiectate în vederea unei funcționări mai eficiente din punct de vedere energetic sau pentru a le face operabile într-o gamă enormă de frecvențe care nu este posibilă în prezent. În plus, metoda sintetizează structuri inerent complexe în câteva minute, în timp ce algoritmii convenționali pot dura săptămâni. În unele cazuri, noua metodologie poate crea structuri care sunt imposibil de sintetizat cu tehnicile actuale.

Uday Khankhoje, coautor și profesor asociat de inginerie electrică la IIT Madras, a declarat că noua tehnică nu numai că oferă eficiență, dar promite să deblocheze noi abordări pentru provocările de proiectare care au fost dincolo de capacitatea inginerilor.

„Această lucrare prezintă o viziune convingătoare a viitorului", a spus el. „IA nu alimentează doar accelerarea simulărilor electromagnetice consumatoare de timp, ci permite, de asemenea, explorarea unui spațiu de proiectare neexplorat până în prezent și oferă dispozitive uimitoare de înaltă performanță care contravin regulilor obișnuite ale degetului mare și intuiției umane."

Cipurile fără fir sunt o combinație de circuite electronice standard precum cele din cipurile de calculator și structuri electromagnetice, inclusiv antene, rezonatoare, separatoare de semnal, combinatoare și altele. Aceste combinații de elemente sunt puse laolaltă în fiecare bloc de circuite, realizate cu grijă manual și coproiectate pentru a funcționa optim.

Această metodă este apoi scalată la alte circuite, subsisteme și sisteme, ceea ce face ca procesul de proiectare să fie extrem de complex și să consume mult timp, în special pentru cipurile moderne de înaltă performanță care stau la baza unor aplicații precum comunicațiile fără fir, conducerea autonomă, radarul și recunoașterea gesturilor.

„Proiectele clasice, cu atenție, pun aceste circuite și elemente electromagnetice împreună, piesă cu piesă, astfel încât semnalul să circule în modul în care dorim să circule în cip. Prin schimbarea acestor structuri, încorporăm noi proprietăți", a spus Sengupta. „Înainte, aveam un mod finit de a face acest lucru, dar acum opțiunile sunt mult mai mari."

Poate fi greu de înțeles vastitatea spațiului de proiectare al unui cip wireless. Circuitele dintr-un cip avansat sunt atât de mici, iar geometria atât de detaliată, încât numărul de configurații posibile pentru un cip depășește numărul de atomi din univers, a spus Sengupta. O persoană nu are cum să înțeleagă acest nivel de complexitate, așa că proiectanții umani nu încearcă. Ei construiesc cipuri de jos în sus, adăugând componente după cum este necesar și ajustând designul pe măsură ce construiesc.

Inteligența artificială abordează provocarea dintr-o perspectivă diferită, a spus Sengupta. Ea vede cipul ca pe un singur artifact. Acest lucru poate duce la aranjamente ciudate, dar eficiente. El a spus că oamenii joacă un rol esențial în sistemul AI, în parte pentru că AI poate face aranjamente greșite, precum și aranjamente eficiente. Este posibil ca AI să halucineze elemente care nu funcționează, cel puțin pentru moment. Acest lucru necesită un anumit nivel de supraveghere umană.