谷歌逆天操作曝光：使用AI设计芯片6小时完成人类数月工作

2016 年，AlphaGO 以人工智能的身份，第一次实现了对人类的反超。

现在，人们甚至可以通过人工智能设计出复杂芯片，从而进一步训练和生成更为强大的人工智能。

本周三，谷歌在《自然》杂志发表的一篇论文表示，其开发 AI 已经可以比人类更快地设计芯片。

根据论文中的描述，同样一款 TPU 芯片 ( 张量处理单元 , 专门用于加速机器学习的集成电路 ) ，人类需要几个月时间才能将其设计出来，该 AI 仅需不到 6 小时的时间就能完成。

论文称，基于一种深度强化学习算法，该 AI 具备了泛化能力的芯片设计方法。

一般来说，计算芯片的使用面积仅有数十至数百平方毫米。而在这样微小有限的空间内，需要容纳数千个组件，包括内存、算数逻辑单元、以及将这些元件连接在一起的，长达数公里的纳米电路。

在芯片设计过程中，最具挑战之一的是 " 芯片平面规划 "。这涉及确定放置这些组件的最佳位置，就像建筑师设计建筑物的内部空间以容纳所有必需的固定装置和配件一样。

人类通常以整齐的线条布置组件，这意味着需要耗费更多时间。

国外媒体报道称，谷歌的研究人员发现，人工智能(AI)设计计算机芯片的效率可能比人类工程师更高。

在设计计算机芯片时，一个更费力但也非常重要的任务是在所谓的芯片平面图中放置零部件。所有物理部件的放置会产生巨大的影响，影响功耗、性能和芯片面积，需要人类设计师花费数月时间来完成。

然而，本周，谷歌的一个团队报告了一种新的机器学习算法，这种算法可以在很短的时间内完成这项工作。

据外媒报道，谷歌正在使用机器学习来帮助设计下一代机器学习芯片，但完成速度要比人类快得多。该公司表示，人工智能可以在不到6小时的时间内完成人工需要数月时间才能完成的工作。

在设计计算机芯片时，一个更费力但也非常重要的任务是在所谓的芯片平面图中放置零部件。所有物理部件的放置会产生巨大的影响，影响功耗、性能和芯片面积，需要人类设计师花费数月时间来完成。

让机器设计和制造其他机器是灾难的根源。至少，所有的科幻电影都这样告诉我们。计算机将发展到对人类构成威胁的地步。这不会突然发生，而是经过几年的时间，到了人工智能变得有意识并对创造它的物种产生敌意的程度。

我们还没有完全达到智能机器可以建立更复杂的版本的情况，但谷歌已经在使用人工智能来设计更好的人工智能芯片。这是一项成就，已被记录在一篇研究论文中，它清楚地表明，人工智能可以改进自己的设计。

谷歌工程师表示，算法设计的芯片质量和人工设计“相当”甚至“还要更好”，但完成速度要快得多。谷歌表示，人工智能可以在不到6小时的时间内完成人工需要数月时间完成的芯片设计工作。

如何让芯片设计更加高效一直是芯片设计工程师致力研究的命题。上世纪80年代，电子设计自动化(EDA)的诞生就是一个成功案例，开发人员利用计算机辅助设计软件(CAD)，完成超大规模集成电路的功能设计、综合、验证、物理设计等复杂流程，以取代之前的人力手工设计。

在芯片布局规划方面，需要在几十到数百平方毫米的微芯片上，布局内存、逻辑系统以及计算单元等几十个模块，在严格的约束条件下用细导线将各个模块起来，同时实现更加优化的性能。经过50多年的研究，科学家们提出过基于区分的方法、随机/爬山方法以及解析解算器三大类方法，但最终都无法达到或超越人类工程师的布局水平，以至于芯片布局规划到目前为止依然未实现自动化，依赖人类工程师手工迭代数月完成。

具体而言，当下在进行芯片布局规划时，人类工程师需要使用工商业EDA工具迭代数月，将芯片网表的寄存器传输级(RTL)描述作为输入，在芯片画布上手动放置并等待72小时，让EDA工具评估若干模块的放置是否处于最佳位置。

换句话说，人工智能正在帮助推动人工智能技术的进步。

此项研究成果现在正被谷歌用于商业用途。但这远不是人工智能辅助芯片设计的唯一应用。谷歌还在“架构探索”等芯片设计过程的其他部分使用人工智能，而英伟达等竞争对手也在研究其他方法来加快芯片研发工作流程。用人工智能设计人工智能芯片的良性循环似乎才刚刚开始。