AI ปฏิวัติการออกแบบชิป ลดต้นทุนและเวลา

นักวิจัยได้นำ AI มาใช้เพื่อออกแบบชิปไร้สาย ซึ่งช่วยลดเวลาและต้นทุนได้อย่างมาก พร้อมทั้งค้นพบฟังก์ชันใหม่ๆ ความก้าวหน้าครั้งนี้มีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนแปลงเทคโนโลยีไร้สายและการออกแบบชิปไปตลอดกาล

ไมโครชิปเฉพาะทางซึ่งจำเป็นสำหรับเทคโนโลยีไร้สายที่ล้ำสมัยนั้นมักออกแบบได้ยากและมีราคาแพง อย่างไรก็ตาม การพัฒนาที่ก้าวล้ำของนักวิจัยจาก Princeton Engineering และ Indian Institute of Technology Madras (IIT Madras) สัญญาว่าจะปฏิวัติกระบวนการนี้ ด้วยการใช้ประโยชน์จากปัญญาประดิษฐ์ ทีมงานสามารถลดเวลาและต้นทุนที่เกี่ยวข้องในการออกแบบชิปได้อย่างมาก ขณะเดียวกันก็ค้นพบฟังก์ชันใหม่ๆ ที่สามารถตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ สำหรับความเร็วและประสิทธิภาพไร้สายที่ดีขึ้นได้

ในการศึกษา การตีพิมพ์ นักวิจัยได้อธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับแนวทางสร้างสรรค์ของพวกเขาในวารสาร Nature Communications โดย AI จะสร้างโครงสร้างแม่เหล็กไฟฟ้าที่ซับซ้อนและวงจรที่เกี่ยวข้องในไมโครชิปตามพารามิเตอร์การออกแบบที่กำหนดไว้ งานที่ครั้งหนึ่งเคยต้องใช้แรงงานที่มีทักษะเป็นเวลาหลายสัปดาห์ ตอนนี้สามารถทำเสร็จได้ในเวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมง

ที่น่าสนใจยิ่งกว่านั้น คือ AI ได้สร้างการออกแบบที่มีรูปแบบวงจรที่แปลกประหลาดอย่างยิ่ง โดยนำเสนอทางเลือกที่น่าดึงดูดใจต่อการออกแบบแบบดั้งเดิมที่พัฒนาขึ้นโดยมนุษย์

“เรากำลังคิดค้นโครงสร้างที่ซับซ้อนและดูมีรูปร่างสุ่ม และเมื่อเชื่อมต่อกับวงจร พวกมันจะสร้างประสิทธิภาพที่ไม่เคยทำได้มาก่อน มนุษย์ไม่สามารถเข้าใจพวกมันได้จริงๆ แต่พวกมันสามารถทำงานได้ดีกว่า” หัวหน้าผู้เขียน Kaushik Sengupta ซึ่งเป็นศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์ที่มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน กล่าวในรายงาน ข่าวประชาสัมพันธ์.

นอกจากนี้ Sengupta ยังเป็นผู้อำนวยการร่วมของโครงการพันธมิตรอุตสาหกรรมของ Princeton ที่ชื่อว่า NextG ซึ่งมุ่งเน้นการพัฒนาการสื่อสารรุ่นถัดไป

กระบวนการออกแบบที่ขับเคลื่อนด้วย AI ช่วยให้สามารถสร้างวงจรที่ปรับแต่งให้มีประสิทธิภาพด้านพลังงานหรือใช้งานได้ในช่วงความถี่กว้าง ซึ่งเป็นความสามารถที่ไม่สามารถทำได้ด้วยเทคนิคที่มีอยู่ในปัจจุบัน นอกจากนี้ อัลกอริทึมการออกแบบแบบเดิมที่อาจต้องใช้เวลาหลายสัปดาห์ในการสังเคราะห์โครงสร้างที่ซับซ้อนนั้น ปัจจุบันถูกแซงหน้าโดยประสิทธิภาพการทำงานที่ยาวนานเพียงไม่กี่นาทีของ AI

Uday Khankhoje ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมไฟฟ้าจาก IIT Madras ซึ่งเป็นผู้เขียนร่วมกล่าวในข่าวประชาสัมพันธ์ว่า "ผลงานชิ้นนี้นำเสนอวิสัยทัศน์ที่น่าสนใจเกี่ยวกับอนาคต" "AI ไม่เพียงแต่ช่วยเร่งความเร็วในการจำลองแม่เหล็กไฟฟ้าที่ใช้เวลานานเท่านั้น แต่ยังช่วยให้สามารถสำรวจพื้นที่การออกแบบที่ยังไม่มีการสำรวจมาก่อนได้ และมอบอุปกรณ์ประสิทธิภาพสูงที่น่าทึ่งซึ่งขัดต่อกฎเกณฑ์ทั่วไปและสัญชาตญาณของมนุษย์"

ชิปไร้สายจะรวมวงจรอิเล็กทรอนิกส์มาตรฐานเข้ากับโครงสร้างแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น เสาอากาศและตัวแยกสัญญาณ องค์ประกอบเหล่านี้จะต้องได้รับการประสานงานอย่างพิถีพิถันเพื่อให้ทำงานอย่างสอดประสานกัน ทำให้กระบวนการมีความซับซ้อนและใช้เวลานาน การใช้งานตั้งแต่การสื่อสารไร้สายไปจนถึงเทคโนโลยีการขับขี่อัตโนมัติและเรดาร์ต่างต้องอาศัยการออกแบบที่ซับซ้อนนี้

“การออกแบบแบบคลาสสิกจะนำวงจรและองค์ประกอบแม่เหล็กไฟฟ้าเหล่านี้มาประกอบกันทีละชิ้นอย่างระมัดระวัง เพื่อให้สัญญาณไหลไปตามที่เราต้องการในชิป ด้วยการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเหล่านี้ เราผสานคุณสมบัติใหม่ๆ เข้าไป” Sengupta กล่าวเสริม “ก่อนหน้านี้ เรามีวิธีการจำกัดในการทำสิ่งนี้ แต่ตอนนี้มีตัวเลือกมากมายกว่ามาก”

ขอบเขตของการออกแบบชิปนั้นแทบจะเข้าใจได้ยาก เนื่องจากการกำหนดค่าที่เป็นไปได้ภายในชิปขั้นสูงนั้นเกินกว่าจำนวนอะตอมในจักรวาลมาก นักออกแบบแบบดั้งเดิมจะดำเนินการนี้โดยสร้างจากล่างขึ้นบน แต่ AI พิจารณาชิปทั้งหมด ทำให้เกิดการจัดเรียงที่แปลกใหม่และมีประสิทธิภาพ

อย่างไรก็ตาม การดูแลของมนุษย์ยังคงมีความสำคัญต่อการแก้ไขการกำหนดค่าที่ผิดพลาดที่ AI อาจเกิดขึ้น

“ยังมีอุปสรรคที่นักออกแบบซึ่งเป็นมนุษย์ต้องแก้ไข” Sengupta กล่าวเสริม “ประเด็นไม่ได้อยู่ที่การแทนที่นักออกแบบซึ่งเป็นมนุษย์ด้วยเครื่องมือ แต่คือการเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานด้วยเครื่องมือใหม่ๆ จิตใจของมนุษย์ถูกใช้ประโยชน์ได้ดีที่สุดในการสร้างหรือคิดค้นสิ่งใหม่ๆ และงานทั่วไปที่เน้นประโยชน์ใช้สอยสามารถถ่ายโอนไปยังเครื่องมือเหล่านี้ได้”

ศักยภาพของระบบ AI ได้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการพัฒนาโครงสร้างแม่เหล็กไฟฟ้าที่ซับซ้อนซึ่งออกแบบร่วมกับวงจรสำหรับเครื่องขยายสัญญาณบรอดแบนด์ เมื่อมองไปข้างหน้า Sengupta และทีมงานของเขาวางแผนที่จะมุ่งเน้นไปที่การเชื่อมโยงโครงสร้างต่างๆ เพื่อออกแบบชิปไร้สายทั้งหมดโดยใช้แนวทาง AI นี้

“ตอนนี้ แนวโน้มดังกล่าวได้แสดงให้เห็นถึงแนวโน้มที่ดีแล้ว จึงมีความพยายามมากขึ้นในการคิดค้นระบบและการออกแบบที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น” Sengupta กล่าวเสริม “นี่เป็นเพียงส่วนเล็กๆ ของภูเขาน้ำแข็งเท่านั้นในแง่ของอนาคตของสาขานี้”

งานวิจัยนี้สะท้อนถึงก้าวกระโดดครั้งสำคัญในสาขาการสื่อสารไร้สายและการออกแบบชิป

การเปลี่ยนแปลงวิธีการออกแบบไมโครชิปทำให้แนวทางที่ขับเคลื่อนด้วย AI มีศักยภาพที่จะปรับเปลี่ยนอุตสาหกรรมต่างๆ ที่ต้องพึ่งพาเทคโนโลยีไร้สาย ซึ่งจะนำไปสู่การพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เร็วขึ้น มีประสิทธิภาพมากขึ้น และมีนวัตกรรมมากขึ้น