Projektowanie nowoczesnych układów scalonych jest niezwykle złożonym i kosztownym procesem, wymagającym wielomiesięcznej pracy doświadczonych inżynierów. Jednak najnowsze badania pokazują, że sztuczna inteligencja może diametralnie skrócić czas projektowania oraz otworzyć nowe możliwości dla innowacyjnych struktur chipów, których ludzie nigdy by nie stworzyli.

Naukowcy z Princeton Engineering oraz Indyjskiego Instytutu Technologii (IIT) opracowali nową metodę, w której SI generuje skomplikowane struktury elektromagnetyczne oraz odpowiadające im obwody w układach scalonych. To, co do tej pory wymagało tygodni intensywnej pracy ekspertów, teraz może zostać wykonane w ciągu kilku godzin.

Nowe podejście do projektowania chipów

Tradycyjne projektowanie układów scalonych opiera się na sprawdzonych metodach, w których poszczególne elementy są precyzyjnie układane, aby zoptymalizować przepływ sygnału i zapewnić efektywne działanie. Jednak SI przyjmuje zupełnie inne podejście. Zamiast tworzyć struktury krok po kroku, analizuje cały układ jako jedną całość i generuje projekty, które często wydają się przypadkowe i niezrozumiałe dla ludzkiego umysłu.

Jak wyjaśnia profesor Kaushik Sengupta, główny badacz projektu, powstałe w ten sposób układy często wykazują znacznie lepszą wydajność niż te stworzone tradycyjnymi metodami.

– Te struktury są złożone i wyglądają chaotycznie, ale kiedy połączymy je z odpowiednimi obwodami, uzyskujemy wyniki niemożliwe do osiągnięcia w inny sposób – tłumaczy Sengupta.

Szybsze i bardziej energooszczędne układy

Jednym z kluczowych aspektów nowej technologii jest możliwość projektowania układów bardziej energooszczędnych i zdolnych do pracy w szerszym zakresie częstotliwości niż dotychczasowe konstrukcje. W niektórych przypadkach SI jest w stanie wygenerować struktury, które byłyby niemożliwe do stworzenia przy użyciu klasycznych algorytmów projektowych.

Profesor Uday Khankhoje z IIT Madras zauważa, że nowa metoda nie tylko skraca czasochłonne symulacje, ale także pozwala na eksplorację zupełnie nowej przestrzeni projektowej.

– Sztuczna inteligencja umożliwia odkrywanie wysokowydajnych układów, które przeczyą klasycznym zasadom projektowania i ludzkiej intuicji – podkreśla naukowiec.

Ludzki umysł wciąż niezastąpiony

Mimo ogromnych możliwości, sztuczna inteligencja nie jest pozbawiona wad. Badacze zwracają uwagę, że SI może popełniać błędy, generując struktury, które w rzeczywistości nie działają poprawnie. Dlatego kluczowa jest współpraca pomiędzy SI a ludźmi, których zadaniem jest kontrola i korygowanie ewentualnych nieprawidłowości.

– Nie chodzi o to, by zastąpić inżynierów, ale by dać im nowe narzędzia, które pozwolą na jeszcze większą innowacyjność – wyjaśnia Sengupta.

Jednym z wyzwań związanych z projektowaniem przez SI jest też kwestia przyszłej naprawy i dostosowywania tych chipów. Jeśli ludzie nie rozumieją dokładnie, jak działają wygenerowane struktury, może to prowadzić do problemów z ich serwisowaniem i długoterminowym użytkowaniem. Dlatego tak ważne jest, aby procesy projektowe były transparentne i poddawane szczegółowym analizom.

Co przyniesie przyszłość?

Obecne badania koncentrują się na projektowaniu pojedynczych układów, ale przyszłe kroki obejmują połączenie wielu struktur w całościowe systemy. Naukowcy planują wykorzystać SI do projektowania całych układów komunikacyjnych, które mogłyby zrewolucjonizować działanie sieci bezprzewodowych, systemów radarowych czy autonomicznych pojazdów.

– To dopiero początek. Widzimy ogromny potencjał w zastosowaniu SI do coraz bardziej skomplikowanych struktur – zapowiada Sengupta. – Przyszłość projektowania układów scalonych może zmienić się na sposób, którego jeszcze nie jesteśmy w stanie w pełni przewidzieć.

Bez wątpienia nadchodząca dekada przyniesie jeszcze bardziej przełomowe odkrycia na styku sztucznej inteligencji i inżynierii układów scalonych. To, co jeszcze niedawno wydawało się niemożliwe, dziś staje się rzeczywistością, otwierając drogę do jeszcze wydajniejszych i bardziej zaawansowanych technologicznie chipów.

źródło: innovationnewsnetwork.com, popularmechanics.com, engineering.princeton.edu