ИИ всего за 5 часов сам спроектировал RISC-V-процессор уровня Intel 80486

Искусственный интеллект (ИИ) в автономном режиме разработал новый процессор. По производительности, однако, он оказался примерно на уровне процессора Intel i486 1989 г. выпуска. Тем не менее, и это считается достижением.

Группа исследователей из Китая опубликовала работу под названием «Расширяя горизонты машинного проектирования: автоматизированная разработка CPU искусственным интеллектом».

В публикации описан процесс создания нового промышленного процессора на открытой архитектуре RISC-V, который занял менее пяти часов.

Авторы работы заявили, что автоматизированная разработка заняла в 1000 раз меньше времени, чем если бы над таким чипом трудилась группа разработчиков-людей.

Целью исследователей было ответить на вопрос, способны ли машины в принципе проектировать процессоры так же, как люди.

Более ранние разработки чипов с использованием ИИ имели более ограниченный масштаб и область применения. Исследователи хотели проверить, способна ли машина осуществить весь процесс до конца.

Процесс обучения ИИ заключался в наблюдении за вводом и выводом данных нескольких разных физических процессоров. На основе этих показателей ученые сгенерировали бинарную диаграмму спекуляции (BSD). Так называется графический инструмент, который используется для анализа и прогнозирования различных альтернативных сценариев или исходов. Полученная диаграмма позволяет структурировать и визуализировать возможные варианты исходов, опираясь на двоичный подход, то есть предлагая два взаимоисключающих события или состояния.

Применив принципы расширенного метода Монте-Карло и булевы функции, исследователям удалось повысить точность и эффективность процедуры проектирования со стороны ИИ.

По существу машину обучили только на базе данных о вводе-выводе, без предъявления ей программного кода.

Созданный машиной процессор выполнен по 65-нанометровому техпроцессу, на базе набора инструкций RISC-V32IA. Его максимальная тактовая частота составила 300 МГц. Для оценки реальной производительности на данном процессоре запустили операционную систему Linux (с версией ядра 5.15) и бенчмарки SPECCINT2000 (стандарт 1999 г.) и Dhrystone.

Результаты оказались не слишком впечатляющими: производительность процессора оказалась примерно на уровне процессора Intel 80486, притом, что максимальная тактовая частота первого поколения этих процессоров составляла 25-33 МГц. При этом процессор продемонстрировал чуть лучшие результаты, чем, например, AcornArchimedesA3010 1992 г. выпуска, вычислительную основу которого также составлял RISC-процессор, правда, с тактовой частотой всего 8 МГц.

Тем не менее, исследователи гордятся тем, что машина, на основе сгенерированной ими BSD, «смогла с нуля изобрести архитектуру фон Нейманна».

Как пишет Tom’sHardware, такой подход может иметь далеко идущие практические последствия. Исследователи полагают, что применение ИИ позволит резко сократить время, необходимое для изначальной разработки и оптимизации, в рамках уже существующей полупроводниковой отрасли. В заключении авторы работы задаются вопросом, откроют ли полученные ими результаты путь к созданию саморазвивающейся (самоэволюционирующей) машины.

«Сама идея машины, которая может развиваться самостоятельно, выглядит, как минимум, неоднозначно, а как максимум — создает отсылки к постаполкалиптической фантастике, — отмечает Алексей Водясов, технический директор компании SEQ. — Рано или поздно такая машина, скорее всего, появится, но если она будет иметь возможность каким-либо образом влиять на жизни людей, это может привести к катастрофе».

Данная работа — не первая, где ИИ использовался в разработке процессоров. Весной 2023 г. Nvidia применила искусственный интеллект для оптимизации проектирования своих чипов, в то время как в компании Synopsis воспользовались программным комплексом DSO.ai при проектировании 200 специализированных процессоров.

Но, похоже, это первый случай, когда машина создала процессор целиком самостоятельно.

Недавно сообщалось, что ChatGPT спроектировал процессор по словесному описанию на английском.