Un groupe de scientifiques chinois a publié (PDF) un article intitulé « Pushing the Limits of Machine Design : Automated CPU Design with AI ». L’article détaille le travail des chercheurs dans la conception d’un nouveau processeur RISC-V à l’échelle industrielle en moins de 5 heures. On prétend que cet exploit automatisé par l’IA était environ 1000 fois plus rapide qu’une équipe humaine n’aurait pu terminer une conception de processeur comparable. Cependant, certains peuvent se moquer du processeur conçu par l’IA qui en résulte et dont les performances sont à peu près équivalentes à celles d’un i486.
L’objectif de l’équipe de recherche chinoise était de répondre à la question de savoir si les machines peuvent concevoir des puces comme les humains. Les conceptions antérieures conçues par l’IA étaient relativement petites ou de portée limitée, estime l’équipe. Ainsi, pour tester les limites de la conception de l’IA, les chercheurs ont pensé qu’ils essaieraient d’obtenir une IA pour concevoir automatiquement un processeur RISC-V.
Des projets comme celui-ci commencent généralement par une période d’apprentissage automatique. La formation consistait à observer une série d’entrées et de sorties du processeur. Les scientifiques ont généré un diagramme de spéculation binaire (BSD) à partir de ces E/S et ont tiré parti des principes d’expansion basés sur Monte Carlo et des fonctions booléennes pour affiner la précision et l’efficacité de la conception du processeur basé sur l’IA. Ainsi, la conception du processeur a été formée « à partir uniquement d’observations d’entrée-sortie externes au lieu d’un code de programme formel », expliquent les scientifiques. Il affichait également une précision impressionnante de 99,99999999999 %.
En utilisant le processus décrit ci-dessus, une conception d’IA automatisée d’un processeur a été créée. Le processeur du jeu d’instructions RISC-V32IA enregistré a été fabriqué à 65 nm et pouvait fonctionner jusqu’à 300 MHz. L’exécution du système d’exploitation Linux (noyau 5.15) et de SPEC CINT 2000 sur le processeur généré par l’IA a validé sa fonctionnalité. Dans les benchmarks Drystone, le processeur généré par l’IA fonctionnait à égalité avec un i486. Fait intéressant, il semble être un peu plus rapide qu’un Acorn Archimedes A3010 dans le même test.
Bien que certains puissent ne pas être impressionnés par les performances du processeur généré par l’IA, les scientifiques semblent également assez fiers que leur BSD généré « ait découvert l’architecture von Neumann à partir de zéro ».
La construction d’un nouveau processeur RISC-V à partir de zéro à l’aide de l’IA n’est pas seulement d’un intérêt académique, ou d’une utilisation potentielle pour créer de nouveaux processeurs à partir de zéro. Selon les chercheurs, l’IA pourrait être utilisée pour réduire considérablement les cycles de conception et d’optimisation dans l’industrie existante des semi-conducteurs. De plus, dans leur conclusion, les scientifiques se demandent même si ces recherches pourraient être poussées plus loin pour former les bases d’une machine auto-évolutive.
Ce n’est en aucun cas notre première histoire sur l’utilisation de l’IA pour faire progresser la conception des processeurs informatiques. En mars, nous avons rendu compte de l’utilisation de l’IA par Nvidia pour optimiser la conception des puces, en particulier le travail de planification au sol. De plus, en mai, nous avons signalé que Synopsys se vantait que son logiciel DSO.ai avait été utilisé dans plus de 200 conceptions de puces client.