計算機芯片是一種小型電子電路,又稱集成電路,是大多數(shù)電子設(shè)備,特別是計算機的基本部件之一。計算機芯片很小,由半導(dǎo)體制成,通常由硅構(gòu)成,在它上面嵌入了包括晶體管在內(nèi)的一些微小元件,用來傳輸電子數(shù)據(jù)信號,由于體積小、成本低,在20世紀(jì)后半葉開始流行起來,高性能和易于生產(chǎn)。
不同元件在計算機芯片上的布局,是決定芯片整體性能的關(guān)鍵。設(shè)計計算機芯片的物理布局既復(fù)雜又耗時,難度非常大,需要專業(yè)人類設(shè)計工程師付出大量工作。而盡管已為此進(jìn)行多年的嘗試,芯片布局規(guī)劃一直都無法實現(xiàn)自動化,需要設(shè)計工程師們花費數(shù)月的努力才能生產(chǎn)可供規(guī)模制造的布局。
研究團(tuán)隊將芯片布局規(guī)劃設(shè)計成一個強化學(xué)習(xí)問題,并開發(fā)了一種能給出可行芯片設(shè)計的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。他們訓(xùn)練了一個強化學(xué)習(xí)智能體,讓這個智能體把布局規(guī)劃看作一種棋盤游戲:元件是“棋子”,放置元件的畫布是“棋盤”,“獲勝結(jié)果”則是根據(jù)一系列評估指標(biāo)評出的最優(yōu)性能。
研究人員指出,這種方法能在6小時內(nèi)設(shè)計出與人類專家不相上下或是更好的可行芯片布局,有望為今后的每一代計算機芯片設(shè)計節(jié)省數(shù)千小時的人力。
計算機芯片是大多數(shù)電子設(shè)備的基本組成部分之一。
計算機芯片有幾種基本分類,包括模擬芯片、模擬芯片和計算機芯片,數(shù)字和混合信號種類。這些不同分類的計算機芯片決定了它們?nèi)绾蝹鬏斝盘柡吞幚砉β仕鼈兊某叽绾托室踩Q于它們的分類,而數(shù)字計算機芯片是最小、功能最強大、應(yīng)用最廣泛的芯片,以1和0的組合形式傳輸數(shù)據(jù)信號。
今天,大規(guī)模集成芯片實際上可以包含數(shù)百萬個晶體管,這就是為什么計算機變得比以往任何時候都更小、更強大。不僅如此,計算機芯片幾乎應(yīng)用于每一個電子應(yīng)用中,包括家用電器、手機,交通和現(xiàn)代生活的方方面面。有人認(rèn)為,計算機芯片的發(fā)明是人類歷重要的事件之一。計算機芯片的未來將包括更小、更快、甚至更強大的集成電路,能夠做出驚人的事來,即使按照今天的標(biāo)準(zhǔn),羅伯特諾伊斯是現(xiàn)代計算機芯片的最早開發(fā)者之一。
在不到6小時的時間里,一個深度學(xué)習(xí)強化方法,可以自動生成芯片設(shè)計的所有關(guān)鍵指標(biāo),包括功耗、性能和芯片面積,且給出的布局圖都優(yōu)于或可與人類設(shè)計的芯片布局圖相比肩。這無疑是人工智能助力人類實現(xiàn)更好、更快、更強目標(biāo)的范例。有意思的是,這個人工智能現(xiàn)在又被拿去設(shè)計下一代人工智能,這讓我們看到一種共生關(guān)系——更強大的人工智能設(shè)計硬件,正在推動人工智能的進(jìn)步。