三星下一代手機芯片由AI來設(shè)計，EDA行業(yè)老大提供技術(shù)
最多將工程時間從六個月縮短到了一個月
曉查 發(fā)自 凹非寺
量子位 報道 | 公眾號 QbitAI
剛剛發(fā)布新款折疊屏手機的三星，又搞了個大新聞：
下一代手機芯片將使用AI來設(shè)計。
據(jù)外媒《連線》的報道，三星將使用新思科技（Synopsys）提供的AI功能——DSO.ai——來設(shè)計下一代Exynos處理器。
Exynos芯片在三星的智能手機、平板電腦中都有使用（主要是韓國與歐洲市場），并且還有少量提供給國產(chǎn)手機廠商使用。
新思科技是全球最大的芯片設(shè)計軟件（EDA）供應(yīng)商之一，這家公司的董事長表示，DSO.ai是第一個用于處理器設(shè)計的商業(yè)AI軟件。
受AlphaZero啟發(fā)的AI設(shè)計師
AI設(shè)計芯片并非將工作全部交給AI，而是使用強化學習自動搜索設(shè)計空間，尋求最佳解決方案。
這就要簡單說一說芯片的設(shè)計流程。
首先，一款芯片要先完成其邏輯設(shè)計部分，這部分由人類工程師完成。之后開始進行布局走線設(shè)計，也就是確定每個晶體管的放置位置以及它們?nèi)绾芜B接。
而現(xiàn)代芯片一般有數(shù)十億乃至上百億個晶體管，設(shè)計布局和測試通常需要幾個工程師花費20~30周才能完成。
面對“無數(shù)種”選擇，最終的布局設(shè)計需要達到性能、功耗和面積（即PPA）三個目標之前的權(quán)衡。
這個“無數(shù)種”到底有多大呢？反正比AlphaGo下圍棋還要復(fù)雜得多。圍棋的搜索空間大約有103??個狀態(tài)，而芯片設(shè)計可能包含10?????種可能性。
工程師對不同的設(shè)計將如何芯片具有一種本能的理解，但是這種理解很難寫成計算機代碼，但卻和強化學習有著異曲同工之妙。
強化學習通過獎勵或懲罰來訓練算法，DSO.ai則受到AlphaZero的啟發(fā)。
AlphaZero通過AI自我博弈來學會下圍棋、國際象棋，DSO.ai通過電腦生成的大型數(shù)據(jù)流學習如何做出優(yōu)化決策，在學習的過程中以更短時間找到更可靠的設(shè)計方案。
△?谷歌用AI找到了人類工程師（a）更好的芯片布局（b）
DSO.ai對設(shè)計速度的提升效果明顯，新思科技說，這項工具在一些情況下將芯片頻率提高了18%，功耗降低了21%，同時將工程時間從六個月縮短到了一個月。
△?DSO.ai在不同芯片設(shè)計中對效率的提升
而且AI還會不斷自學提高能力，從一個項目中獲得的經(jīng)驗會被保留下來，用于未來的芯片設(shè)計工作。
國外遍地開花，國內(nèi)尷尬
除了新思科技外，一些公司也在研究自己的芯片設(shè)計AI工具，其中最知名的就是谷歌和英偉達。
去年4月，谷歌團隊arXiv發(fā)布了一篇論文，表示在6小時內(nèi)，AI可以生成與人類相當或者更強的芯片設(shè)計結(jié)果，最終這篇論文于兩個月前正式發(fā)表在Nature上。
谷歌現(xiàn)在正將AI用于設(shè)計下一代TPU。英偉達也將使用GPU來優(yōu)化下一代GPU設(shè)計。
據(jù)傳聞，谷歌的下一款智能手機Pixel 6的自研芯片也可能是使用AI來完成輔助設(shè)計，不過谷歌發(fā)言人拒絕對此發(fā)表評論。
另外，另一家EDA廠商Cadence也與近期推出了AI設(shè)計工具。
國外芯片軟件技術(shù)遍地開花，而中國芯片廠商則面臨著尷尬的局面。由于市場上三大EDA軟件公司Synopsys、Cadence、Mentor均來自美國，且占據(jù)著中國95%的市場份額。
美國一些政界人士呼吁將軟件加入出口管制清單，中國芯片企業(yè)可能面臨著軟件斷供的風險。
面對國產(chǎn)EDA軟件研發(fā)以及AI設(shè)計技術(shù)落地的不足，國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)仍然任重道遠。
參考鏈接：
[1]https://www.wired.com/story/samsung-ai-designed-chip-soon-others-too/
[2]https://blogs.synopsys.com/from-silicon-to-software/2021/06/16/ai-chip-design-tools/
[3]https://www.synopsys.com/glossary/what-is-design-space-optimization.html
[4]https://www.forbes.com/sites/karlfreund/2021/08/09/using-ai-to-help-design-chips-has-become-a-thing/?sh=30048de55d9d
- 腦機接口走向現(xiàn)實，11張PPT看懂中國腦機接口產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀｜量子位智庫2021-08-10
- 張朝陽開課手推E=mc2，李永樂現(xiàn)場狂做筆記2022-03-11
- 阿里數(shù)學競賽可以報名了！獎金增加到400萬元，題目面向大眾公開征集2022-03-14
- 英偉達遭黑客最后通牒：今天必須開源GPU驅(qū)動，否則公布1TB機密數(shù)據(jù)2022-03-05
相關(guān)閱讀
芯片開發(fā)者46%年收入達30萬元，7納米制程以內(nèi)開發(fā)者30%超50萬元
他們自稱“硅農(nóng)”，認為工作最大的挑戰(zhàn)是項目無法如期交付
