Con chip do AI thiết kế kỳ lạ đến mức con người không thể hiểu nổi, nhưng hiệu năng đạt mức cao nhất từ trước đến nay

• Nhóm nghiên cứu đã thành công dùng AI để thiết kế chip không dây sóng milimet (mm-Wave) chỉ trong vài giờ
  • Tạo ra thiết kế hiệu quả hơn nhiều so với phương pháp thiết kế thủ công truyền thống của con người
  • Xem thiết kế chip như một hệ thống hoàn chỉnh duy nhất thay vì tập hợp các linh kiện riêng lẻ
• Hiện nay, thiết kế chip thường được thực hiện theo cách các chuyên gia con người tối ưu dần dựa trên các mẫu có sẵn
  • Do cấu trúc bên trong chip rất phức tạp và khó hiểu hoàn toàn, nên cần một cách tiếp cận thận trọng
  • Chip sóng milimet dùng trong các thiết bị như modem 5G đặc biệt khó thiết kế vì việc thu nhỏ kích thước và tối ưu hiệu năng đều rất thách thức

Phương pháp inverse design dựa trên AI

• Các nhà nghiên cứu từ Đại học Princeton và Viện Công nghệ Ấn Độ đã đề xuất phương pháp inverse design sử dụng deep learning
• Trước tiên xác định hiệu năng mong muốn, sau đó AI tự động quyết định đầu vào và các tham số thiết kế
• Không dùng cách làm theo mẫu sẵn có, mà thiết kế toàn bộ chip như một cấu trúc độc lập duy nhất
• Trong quá trình đó, chip được cấu thành theo những cách mà các nhà thiết kế con người chưa từng nghĩ tới

Tương lai của thiết kế chip bằng AI?

• Thiết kế con người không thể hiểu, nhưng hiệu năng lại cao nhất
  • Giáo sư Kaushik Sengupta (Đại học Princeton), người dẫn dắt nghiên cứu, giải thích rằng "cấu trúc do AI tạo ra trông giống như các hình dạng ngẫu nhiên, và con người không thể thực sự hiểu được nó"
  • Tuy nhiên, khi thực sự chế tạo, chip do AI thiết kế đã cho thấy hiệu năng vượt trội so với các thiết kế trước đây
• AI có thay thế nhà thiết kế con người không?
  • Một số chip do AI thiết kế đã không hoạt động bình thường, điều này tương tự việc AI tạo sinh đôi khi gặp "hallucination"
  • Vì vậy, thay vì thay thế con người, AI cần được sử dụng như một công cụ giúp nâng cao năng suất
  • Khi tận dụng AI, có thể thiết kế nhanh hơn rất nhiều các con chip được tối ưu cho mục tiêu cụ thể (ví dụ: hiệu quả điện năng, mở rộng dải tần số, v.v.)

Triển vọng sắp tới

• Trong bối cảnh việc thu nhỏ chip không dây và nâng cao hiệu năng ngày càng quan trọng, công nghệ thiết kế bằng AI là một thành quả nghiên cứu rất hữu ích
• Giáo sư Sengupta bày tỏ kỳ vọng rằng "nếu công nghệ này được mở rộng sang các phần khác của thiết kế mạch, thì chính cách thức thiết kế điện tử cũng có thể thay đổi"
• Ông nói thêm rằng "hiện tại đây mới chỉ là phần nổi của tảng băng chìm", hàm ý tiềm năng của thiết kế chip dựa trên AI trong tương lai là vô cùng lớn

[princox]

Hộp đen thật sự rất đáng sợ. "Sao cái này lại chạy được vậy?"

[colus001]

Cảm giác khá giống AlphaGo. Không rõ vì sao lại đi những nước như vậy, nhưng xác suất thắng của cách đó lại cao hơn. Nếu tìm ra được những trường hợp con người bóp méo bản chất để dễ hiểu hơn, thì điều đó sẽ rất hữu ích cho việc tối ưu hóa.

[qurare]

Ví như trong nhà hàng, con người sẽ làm món ăn theo công thức để người khác hay cả nhân viên part-time cũng có thể hiểu và làm được, còn AI thì kiểu cứ gom nguyên liệu lại đổ cả đống vào một bát lớn rồi quay lên mà vẫn làm ra nhanh hơn rất nhiều, lại còn ngon nữa...

[crawler]

Dễ hiểu ngay lập tức luôn, một phép ví von hay đấy

[GN⁺]

Ý kiến Hacker News

• Adrian Thompson đã áp dụng thuật toán tiến hóa vào phần cứng FPGA trong thập niên 1990 để phát triển một mạch có thể phân biệt âm 1kHz và 10kHz

  • Mạch cuối cùng nhỏ hơn so với thiết kế của kỹ sư con người, đồng thời tận dụng các đặc tính vật lý của con chip cụ thể đó
  • Bao gồm vòng lặp phản hồi, hiệu ứng EMI giữa các khối logic không được nối với nhau, và hoạt động ngoài vùng bão hòa của transistor
  • Có kèm các liên kết đến bài viết liên quan, bài báo khoa học và Reddit

• Không thích việc thuật ngữ AI được dùng khi thực chất nó chỉ có nghĩa là bộ tối ưu hóa

  • Việc gọi kết quả đầu ra của bộ tối ưu hóa là AI ở một mức độ nào đó cũng có lý
  • Có người đặt câu hỏi liệu bản thân con chip có phải là AI, hay 200 dòng mã định nghĩa phần thưởng và các vòng lặp mới là AI

• Thiết kế ăng-ten và các thành phần khác bằng thuật toán tiến hóa đã được thực hiện từ đầu những năm 2000

  • Có người nhớ đã xem một bài thuyết trình về DSP được "tiến hóa" tại FOSDEM trong thập niên 2010
  • Có kèm liên kết Wikipedia liên quan

• Thiết bị phức tạp cũng phức tạp như sinh vật sống

  • Một số được thiết kế bởi các máy tính khác
  • Không ai biết chính xác chúng hoạt động như thế nào
  • Trích dẫn từ Westworld, 1973

• Bình luận được nhắc đến trong bài viết khá thú vị

  • Thiết kế chip hiệu quả hơn, và AI chọn những cách tiếp cận mà nhà thiết kế con người khó có thể hình dung
  • Rất có thể nhà thiết kế con người sẽ không thể trình bày một mô hình thiết kế mới như vậy với cấp trên của mình

• Mô hình AI đã tạo ra một chip không dây hiệu quả hơn chỉ trong vài giờ, nhưng không rõ thiết kế "hình dạng ngẫu nhiên" đó được tạo ra như thế nào

  • NASA cũng từng có những thử nghiệm tương tự và đã thiết kế một ăng-ten "hoàn hảo"
  • Hiệu năng của nó vượt trội so với các dạng thiết kế truyền thống do kỹ sư tạo ra

• Có người bắt đầu tìm hiểu độ phức tạp của thiết kế chip và phát hiện trong bài viết trên Nature rằng toàn bộ cuộc thảo luận đều dựa trên mô phỏng

  • Họ tự hỏi nếu được chế tạo thành chip thực tế thì nó sẽ hoạt động ra sao
  • Rất có thể nó sẽ không vượt qua được bước kiểm tra quy tắc thiết kế

• Nếu không thể hiểu được thiết kế, thì cũng khó biết có thể kiểm thử tính đúng đắn của nó đến mức nào

• Có người cho rằng việc mô tả những nghiên cứu như vậy là các đột phá vượt ngoài khả năng hiểu của con người là một ví dụ về sự thần bí hóa phục vụ marketing

  • Dù ngày nay đã có rất nhiều công cụ mô phỏng và sức mạnh tính toán, việc vẫn không hiểu con chip hoạt động như thế nào là điều đáng nghi ngờ
  • Họ cho rằng những người làm khoa học thực hành nên kỳ vọng kết quả tốt hơn