Las conversaciones con los modelos de IA pueden ayudar a crear chips de microprocesamiento, descubren los investigadores

Investigadores de la Escuela de Ingeniería Tandon de la NYU han fabricado un chip de microprocesamiento utilizando «conversaciones» en inglés simple con un modelo de IA, un logro único en su tipo que podría conducir a un desarrollo de chips más rápido y permitir que las personas sin habilidades técnicas especializadas diseñen chips.

En un estudio publicado en el arXiv repositorio de preimpresión, el equipo de investigación presenta cómo dos ingenieros de hardware «hablaron» en inglés estándar con ChatGPT-4, un modelo de lenguaje grande (LLM) creado para comprender y generar tipos de texto similares a los humanos, para diseñar un nuevo tipo de arquitectura de microprocesador. . Luego, los investigadores enviaron los diseños a fabricar.

Por lo general, el desarrollo de cualquier tipo de hardware, incluidos los chips, los diminutos componentes electrónicos que actúan como el cerebro de los dispositivos electrónicos, comienza con la descripción de lo que debe hacer el hardware en un lenguaje normal. Luego, ingenieros especialmente capacitados traducen esa descripción a lenguajes de descripción de hardware (HDL), Verilog es un ejemplo, para crear los elementos de circuito reales que permiten que el hardware realice sus tareas.

En este estudio, el LLM pudo producir Verilog viable a través de un diálogo de ida y vuelta. La fabricación posterior del chip incluyó los puntos de referencia y el procesador, utilizando un proceso llamado tapeout, en un transbordador Skywater de 130 nm, un tipo específico de servicio de fabricación de semiconductores, al que se proporcionó acceso a través de Tiny Tapeout.

«Este estudio resultó en lo que creemos que es el primer HDL completamente generado por IA enviado para su fabricación en un chip físico», dijo Hammond Pearce de NYU Tandon, profesor asistente de investigación y miembro del equipo de investigación. «Algunos modelos de IA, como ChatGPT de OpenAI y Bard de Google, pueden generar código de software en diferentes lenguajes de programación, pero su aplicación en el diseño de hardware aún no se ha estudiado de manera exhaustiva. Esta investigación muestra que la IA también puede beneficiar la fabricación de hardware, especialmente cuando se usa conversacionalmente. donde puedes tener una especie de ida y vuelta para perfeccionar los diseños».

El equipo de investigación de NYU Tandon, que también incluye al profesor Ramesh Karri, al profesor asociado del Instituto Siddharth Garg y al estudiante de doctorado Jason Blocklove, utilizó LLM para trabajar en ocho ejemplos de diseño de hardware, específicamente mediante la generación de código Verilog con fines funcionales y de verificación, antes de centrarse en la fabricación de chips. para un estudio de caso de inmersión profunda. Anteriormente, los investigadores habían probado los LLM para convertir el inglés a Verilog pero, dijeron, agregar una interacción de ida y vuelta con un ingeniero en vivo produjo los mejores resultados.

Según los investigadores, si se implementa en entornos del mundo real, el uso de conversaciones LLM en la fabricación de chips podría reducir el error humano en el proceso de traducción de HDL, contribuir a aumentar la productividad, acortar el tiempo de diseño y el tiempo de comercialización y permitir diseños más creativos.

El proceso que desarrollaron también podría eliminar la necesidad de fluidez en HDL entre los diseñadores de chips, una habilidad relativamente rara que representa un obstáculo importante para las personas que buscan ese tipo de trabajos.

Se necesitan más pruebas para identificar y abordar las consideraciones de seguridad involucradas en el uso de IA para el diseño de chips, dijeron los investigadores.

Con la promulgación de la Ley federal CHIPS en agosto de 2022, Estados Unidos está intentando impulsar la investigación y la fabricación nacionales de chips semiconductores. Según la Asociación de la Industria de Semiconductores, EE. UU. representa actualmente solo alrededor del 12 % de la capacidad mundial de fabricación de semiconductores, y la escasez de chips durante la pandemia de COVID obstaculizó la disponibilidad de automóviles nuevos y otros dispositivos dependientes de chips.