الذكاء الاصطناعي في تخطيط وتصميم الأرضيات بالرقائق
يقوم الذكاء الاصطناعي بأتمتة وضع المكونات على الشريحة الدقيقة، وهي لعبة ألغاز صعبة السمعة تحدد سرعة الشريحة وقوتها وحجمها.
نظرة عامة
It matters because faster, cheaper chip design feeds the entire AI and electronics industry, including the chips that run AI itself.
الغوص العميق
يحدد تخطيط الأرضية مكان وضع الكتل العديدة (الذكريات والمنطق والإدخال/الإخراج) على سطح الشريحة لتقليل طول السلك والطاقة والحرارة مع تلبية قيود التوقيت. إن عدد الترتيبات الممكنة أكبر من عدد الذرات الموجودة في الكون، وعادة ما يقضي المهندسون البشريون أسابيع في ضبط المخططات. في عام 2021، نشرت Google عملاً في مجلة Nature يصف طريقة التعلم المعزز التي تنتج مخططات أرضية للرقائق في ساعات مماثلة أو أفضل من تلك التي صنعها الإنسان، وتم استخدامها في تصميم مسرعات TPU الخاصة بـ Google. يقوم النظام بوضع الإطارات كقرار تسلسلي: ضع كتلة واحدة، ولاحظ التخطيط الجزئي، ثم ضع الكتلة التالية. يساعد الذكاء الاصطناعي أيضًا في المراحل المبكرة والمتأخرة، بدءًا من التركيب المنطقي وحتى التحقق من انتهاكات قواعد التصميم واكتشافها، عبر أدوات من شركات مثل Synopsys وCadence.
البصيرة الفنية
تعامل طريقة Google لوحة الرقاقة وكأنها لوحة وتستخدم عامل التعلم المعزز الذي يضع كتل الماكرو واحدة تلو الأخرى، مسترشدة بمكافأة تجمع بين طول السلك والازدحام والكثافة. تتعلم الشبكة العصبية الرسومية تضمينات قائمة netlist، والرسم البياني للمكونات واتصالاتها، بحيث يمكن للسياسة تعميمها على الرقائق التي لم ترها من قبل، ونقل الحدس المكتسب بدلاً من بدء كل تصميم من الصفر.
التأثير الاستراتيجي
خيارات البناء
يحدد التصميم على مستوى التطبيق ما إذا كان الذكاء الاصطناعي سيحسن النتائج الحقيقية.
الفريق وسير العمل
يؤدي التكامل الجيد لسير العمل إلى تحقيق مكاسب إنتاجية يمكن للمستخدمين الوثوق بها.
المخاطر والسلامة
تعمل حالات الاستخدام ذات النطاق الجيد على تقليل إجهاد التغيير ومخاطر التنفيذ.
مستقبل الذكاء الاصطناعي في تخطيط وتصميم الأرضيات بالرقائق
أصبحت أدوات التصميم المعتمدة على الذكاء الاصطناعي معيارًا قياسيًا في أتمتة التصميم الإلكتروني، حيث تعمل شركتا Synopsys DSO.ai وCadence Cerebrus بالفعل على تحسين شرائح الإنتاج الحقيقية. توقع أتمتة شاملة تعمل على ضغط دورات التصميم لعدة أشهر وتسمح للفرق الصغيرة بإخراج الرقائق التنافسية. وبينما يقوم الذكاء الاصطناعي بتصميم المسرعات ذاتها التي تدرب نماذج الذكاء الاصطناعي الأكبر، تظهر حلقة ذاتية التحسين. يستمر الجدل حول مدى تفوق أساليب الذكاء الاصطناعي على الخوارزميات الكلاسيكية، مما يدفع المجال نحو معايير صارمة وقابلة للتكرار.
التنفيذ في العالم الحقيقي
استخدمت Google التعلم المعزز لإنشاء مخططات أرضية لرقائق مسرع TPU AI، كما هو موضح في ورقة Nature لعام 2021.
يبحث Synopsys DSO.ai بشكل مستقل في مساحات التصميم وقد تم استخدامه من قبل صانعي الرقائق مثل Samsung لتحسين الطاقة والأداء.
يطبق Cadence Cerebrus التعلم الآلي لأتمتة وتحسين تدفقات تنفيذ الشرائح الرقمية.
تحدد أدوات الذكاء الاصطناعي انتهاكات قواعد التصميم وتتنبأ بازدحام التوجيه مبكرًا، مما يقلل من عمليات إعادة التصميم المكلفة في المراحل المتأخرة.
المخاطر والدرابزين
يمكن أن تؤدي أتمتة عملية معطلة إلى تضخيم المشاكل الموجودة.
قد تقوم الفرق بالإفراط في أتمتة وإزالة الحكم البشري المطلوب.
يمكن أن تنحرف الجودة إذا لم يتم تقييم المخرجات بشكل مستمر.
خارطة طريق التنفيذ
قم بتخطيط سير العمل الحالي وحدد خطوة الاحتكاك الأعلى.
تحديد نقاط التفتيش البشرية قبل الأتمتة الكاملة.
تدريب المستخدمين على المطالبات ومسارات التصعيد ومعايير الجودة.
تتبع النتائج على مستوى المهمة لتأكيد القيمة المستدامة.
استمر في الاستكشاف
Free newsletter
Get the daily AI briefing
Three verified AI stories every weekday morning, written in plain English. Free forever, no ads.
One email each weekday. Unsubscribe in one click. We never sell or share your address.
Test yourself
Take the AI in Chip Floorplanning and Design quiz
Instant feedback on every answer, and a shareable certificate with a verifiable ID once you pass a course.
Support free AI education. AI Understanding is a 501(c)(3) nonprofit — no ads, no paywall, ever. Make a donation
الدليل التالي
الذكاء الاصطناعي في تصميم الأجسام المضادة والبروتين
الأسئلة المتداولة
What is AI in Chip Floorplanning and Design?
يقوم الذكاء الاصطناعي بأتمتة وضع المكونات على الشريحة الدقيقة، وهي لعبة ألغاز صعبة السمعة تحدد سرعة الشريحة وقوتها وحجمها. وهذا أمر مهم لأن تصميم الرقائق الأسرع والأرخص يغذي صناعة الذكاء الاصطناعي والإلكترونيات بأكملها، بما في ذلك الرقائق التي تقوم بتشغيل الذكاء الاصطناعي نفسه.
ما الذي يقرره تخطيط الأرضيات بالرقاقة؟
يضع تخطيط الأرضيات الكتل الوظيفية للرقاقة لتقليل طول السلك والطاقة والحرارة أثناء الالتزام بالتوقيت.
في ورقة Google المنشورة في Nature لعام 2021، ما الوقت الذي استغرقه الذكاء الاصطناعي لإنتاج مخططات أرضية تنافسية؟
قام نظام التعلم المعزز بإنشاء مخططات للأرضيات في ساعات كانت مماثلة أو أفضل من التصميمات البشرية التي استغرقت أسابيع.
كيف يضع الذكاء الاصطناعي مشكلة التنسيب؟
يقوم الوكيل بوضع كتل الماكرو واحدة تلو الأخرى، مع ملاحظة التخطيط الجزئي قبل كل موضع جديد، مثل التحركات في لعبة اللوحة.
ما هي "قائمة الشبكة" التي تتعلم منها الشبكة العصبية الرسومية؟
تصف قائمة netlist المكونات وارتباطاتها البينية؛ تقوم شبكة GNN بتشفيرها بحيث يمكن تعميم السياسة على الرقائق الجديدة.
ما هي المنتجات التي تستخدم تصميم شرائح الذكاء الاصطناعي في الاستخدام التجاري؟
DSO.ai وCerebrus هما أدوات أتمتة للتصميم الإلكتروني تعتمد على الذكاء الاصطناعي وتستخدم لتحسين رقائق الإنتاج الحقيقية.