Une équipe de chercheurs de la New York State University (NYU) a réussi l’impossible : ils ont réussi à concevoir une puce semi-conductrice sans langage de définition matérielle. En utilisant uniquement un anglais simple – et les définitions et exemples qu’il contient qui peuvent définir et décrire un processeur à semi-conducteur – l’équipe a montré ce que l’ingéniosité humaine, la curiosité et les connaissances de base peuvent faire lorsqu’elles sont aidées par les prouesses de l’IA de ChatGPT.
Bien que surprenant, cela va plus loin : la puce n’a pas été seulement conçue. Il a été fabriqué; il a été étalonné et cela a fonctionné. L’utilisation de l’anglais simple par les deux ingénieurs en matériel montre à quel point ChatGPT peut être précieux et puissant (comme si nous avions encore des doutes, compte tenu du nombre de choses impressionnantes qu’il a déjà faites).
La puce conçue par l’équipe de recherche et ChatGPT n’était pas un processeur complet ; rien à voir avec un processeur Intel ou AMD comme ceux de notre liste des meilleurs processeurs. Mais c’est un élément d’un processeur complet : la logique responsable de la création d’une nouvelle architecture de microprocesseur basée sur un accumulateur 8 bits. Les accumulateurs sont essentiellement des registres (mémoire) où les résultats des calculs intermédiaires sont stockés jusqu’à ce qu’un calcul principal soit terminé. Mais ils font partie intégrante du fonctionnement des processeurs ; peut-être que d’autres éléments nécessaires peuvent également être conçus.
Habituellement, les équipes travaillent en plusieurs étapes pour amener une puce à la conception et à la fabrication ; l’une de ces étapes consiste à traduire le « plain English » qui décrit la puce et ses capacités dans un langage de descripteur matériel (HDL) choisi (tel que Verilog), qui représente la géométrie, la densité et la disposition générale réelles des différents éléments à l’intérieur la puce nécessaire à la gravure elle-même.
ChatGPT étant une machine de reconnaissance de formes (tout comme les humains – bien que nous soyons tous les deux un peu plus que cela également), c’est une aide incroyable avec les langues de toutes sortes : vocales, écrites et, ici spécifiquement, basées sur le matériel. ChatGPT a permis aux ingénieurs de sauter l’étape HDL, qui, bien qu’impressionnante, doit laisser les spécialistes de l’ingénierie HDL légèrement nerveux. D’autant plus que les chercheurs ont déclaré s’attendre à moins d’erreurs d’origine humaine dans le processus de traduction HDL, contribuer à des gains de productivité, raccourcir les délais de conception et de mise sur le marché et permettre des conceptions plus créatives.
« Nous sommes intéressés à savoir à quel point les modèles sont bons », a-t-il déclaré. « Beaucoup de gens regardent ces modèles et disent, ‘Ces modèles ne sont vraiment que des jouets.’ Et je ne pense pas que ce soient des jouets. Ils ne sont pas encore partout, mais ils le seront certainement, et c’est pourquoi nous avons fait Chip Chat, presque comme une démonstration de preuve de concept.
Dr Hammond Pearce, NYU Tandon
Une chose un peu plus préoccupante (ou discutable, du moins) est le désir d’éliminer le besoin de maîtrise du HDL parmi les concepteurs de puces. Étant un domaine extrêmement spécialisé et complexe, c’est une compétence relativement rare qui est très difficile à maîtriser.
« Le grand défi avec les langages de description de matériel est que peu de gens savent comment les écrire », a déclaré le Dr Pearce. « C’est assez difficile d’en devenir un expert. Cela signifie que nous avons toujours nos meilleurs ingénieurs qui font des choses subalternes dans ces langues parce qu’il n’y a tout simplement pas beaucoup d’ingénieurs pour les faire.
Bien sûr, l’automatisation de certaines parties de ce processus sera une aubaine certaine. Cela pourrait atténuer le goulot d’étranglement humain en accélérant les spécialistes déjà existants alors même que de nouveaux sont formés et formés. Mais il y a un risque à mettre cette compétence entièrement dépendante d’une machine logicielle qui dépend de l’électricité (et de la connectivité du serveur, dans le cas de ChatGPT) pour fonctionner.
Il y a aussi la question de faire confiance à ce qui est essentiellement une boîte noire logicielle impénétrable et ses sorties. Nous avons vu ce qui peut arriver avec une injection rapide, et les LLM ne sont pas à l’abri des vulnérabilités. On pourrait même les considérer comme ayant des vulnérabilités étendues puisque, en plus d’être un logiciel, c’est un logiciel qui résulte d’un apprentissage. Et ce n’est pas de la science-fiction d’envisager l’infection d’un LLM à puce au cours de sa phase de formation pour introduire une porte dérobée basée sur du matériel « démoniaquement intelligente » menant à… quelque part. Cela peut sembler hyperbolique, et oui, c’est au bas de l’échelle des possibilités ; mais avec les logiciels malveillants mutants et d’autres mauvaises surprises provenant même des versions actuelles des grands modèles de langage, que dire de ce qu’ils produiront demain ?
Les chercheurs ont utilisé des grands modèles de langage (LLM) disponibles dans le commerce et le public pour travailler sur huit exemples de conception de matériel, en travaillant sur le texte en anglais simple vers son équivalent Verilog (HDL) dans une interaction en direct entre les ingénieurs et le LLM.
« Cette étude a abouti à ce que nous pensons être le premier HDL entièrement généré par l’IA envoyé pour fabrication dans une puce physique », a déclaré le Dr Hammond Pearce de NYU Tandon, professeur assistant de recherche et membre de l’équipe de recherche. « Certains modèles d’IA, comme ChatGPT d’OpenAI et Bard de Google, peuvent générer du code logiciel dans différents langages de programmation, mais leur application dans la conception matérielle n’a pas encore été étudiée de manière approfondie. Cette recherche montre que l’IA peut également bénéficier à la fabrication de matériel, en particulier lorsqu’elle est utilisée de manière conversationnelle, où vous pouvez avoir une sorte de va-et-vient pour perfectionner les conceptions.
Il existe déjà plusieurs outils d’automatisation de la conception électronique (EDA), avec des IA montrant des résultats impressionnants dans la disposition des puces et d’autres éléments. Mais ChatGPT n’est pas un logiciel spécialisé ; apparemment, il peut écrire de la poésie et faire une apparition à l’EDA. La route pour devenir un concepteur EDA a maintenant une barrière de connaissances beaucoup plus faible pour l’entrée. Peut-être qu’un jour, suffisamment de morceaux du processeur seront ouverts pour que toute personne ayant suffisamment de détermination (et une aide inestimable) de ChatGPT puisse concevoir son architecture de processeur à la maison.
Oui, de nombreuses questions peuvent être posées sur ce que cela signifie. Mais n’a-t-il pas du potentiel ?