研究人员发现与AI模型对话有助于创建微处理芯片

纽约大学Tandon工程学院的研究人员使用简单的英语“对话”与AI模型制造了一种微处理芯片，这是一项史无前例的成就，可以加快芯片开发速度，并允许没有专业技术技能的个人设计芯片。

在发布到arXiv预印本存储库的一项研究中，研究团队介绍了两名硬件工程师如何使用标准英语“交谈”ChatGPT-4——一种旨在理解和生成类人文本类型的大型语言模型(LLM)——以设计一种新型的微处理器架构。然后，研究人员将设计送去制造。

通常，开发任何类型的硬件(包括芯片，充当电子设备大脑的微型电子元件)都是从用普通语言描述硬件应该做什么开始的。经过专门培训的工程师然后将该描述翻译成硬件描述语言(HDL)，Verilog就是一个例子，以创建允许硬件执行其任务的实际电路元件。

在这项研究中，LLM能够通过来回对话生成可行的Verilog。随后的芯片制造包括基准测试和处理器，在Skywater130nm穿梭机中使用称为tapeout的过程，这是一种特定类型的半导体制造服务，通过TinyTapeout提供访问权限。

纽约大学坦登分校的研究助理教授兼研究团队成员HammondPearce说：“我们认为这项研究产生了第一个完全由AI生成的HDL，用于制造物理芯片。”“一些人工智能模型，如OpenAI的ChatGPT和谷歌的Bard，可以生成不同编程语言的软件代码，但它们在硬件设计中的应用尚未得到广泛研究。这项研究表明人工智能也可以使硬件制造受益，尤其是在对话使用时，在那里你可以有一种来回来完善设计。”

纽约大学Tandon研究团队还包括RameshKarri教授、研究所副教授SiddharthGarg和博士生JasonBlocklove，他们使用LLM处理八个硬件设计示例，特别是通过生成用于功能和验证目的的Verilog代码，然后才专注于芯片制造进行深入的案例研究。此前，研究人员测试了LLM将英语转换为Verilog，但他们表示，添加与现场工程师的来回交互产生了最好的结果。

据研究人员称，如果在现实环境中实施，在芯片制造中使用LLM对话可以减少HDL转换过程中的人为错误，有助于提高生产力，缩短设计时间和上市时间，并允许进行更具创意的设计。

他们开发的工艺还可以消除芯片设计师对HDL流利程度的需求，这是一种相对罕见的技能，对寻求此类工作的人来说是一个重大障碍。

研究人员表示，需要进一步测试来识别和解决将AI用于芯片设计所涉及的安全考虑因素。

随着联邦CHIPS法案于2022年8月签署成为法律，美国正试图促进国内半导体芯片的研究和制造。根据半导体行业协会的数据，美国目前仅占全球半导体制造能力的12%左右，而COVID大流行期间的芯片短缺阻碍了新车和其他依赖芯片的设备的供应。