Исследователи обнаружили, что искусственный интеллект имеет множество преимуществ при проектировании микрочипов

Специализированная конструкция микрочипа управляет сигналами на переднем крае беспроводных технологий, что представляет собой поразительную работу миниатюризации и инженерии. Однако их разработка сложна и дорога.

Теперь исследователи из Принстонского инженерного института и Индийского технологического института использовали искусственный интеллект, чтобы сделать ключевой шаг к сокращению времени и затрат на проектирование микрочипов и открытию новых функциональных возможностей для удовлетворения растущих требований к повышению скорости и производительности беспроводной связи.

Они использовали ИИ, чтобы создавать сложные электромагнитные конструкции и связанные с ними схемы в микросхемах исходя из конструктивных параметров. То, что раньше требовало недель высококвалифицированной работы, теперь можно выполнить за несколько часов.

Более того, искусственный интеллект, стоящий за новой системой, создал новую конструкцию микрочипа с необычными схемами.

Каушик Сенгупта, ведущий исследователь, сказал, что проекты неинтуитивны и вряд ли могут быть разработаны человеческим разумом. Но они часто предлагают заметные улучшения даже по сравнению с лучшими стандартными чипами.

«Мы придумываем структуры, которые являются сложными и имеют случайную форму, а при соединении с цепями они создают ранее недостижимую производительность. Люди не могут их понять, но они могут работать лучше», — объяснил он.

На пути к энергоэффективному проектированию микрочипов

Эти схемы могут быть спроектированы для более энергоэффективной работы или работать в огромном диапазоне частот, что в настоящее время невозможно.

Более того, новый микрочип проектирует сложные структуры за считанные минуты, в то время как традиционные алгоритмы могут занять недели. В некоторых случаях новая методология может создавать структуры, которые невозможно синтезировать с помощью существующих методов.

Удай Ханходже, соавтор и доцент кафедры электротехники в ИИТ Мадраса, сказал: «ИИ позволяет не только ускорить трудоемкое электромагнитное моделирование, но также позволяет исследовать до сих пор неизведанную область проектирования и обеспечивает потрясающие, высокопроизводительные результаты. устройства, которые противоречат обычным эмпирическим правилам и человеческой интуиции».

Проблемы с существующей конструкцией микрочипа

Беспроводные микрочипы представляют собой комбинацию стандартных электронных схем, подобных тем, которые используются в компьютерных чипах, и электромагнитных структур, включая антенны, резонаторы, делители сигналов, сумматоры и другие.

Эти комбинации элементов объединяются в каждый блок схемы, тщательно изготавливаются вручную и совместно разрабатываются для оптимальной работы. Затем этот метод масштабируется на другие схемы, подсистемы и системы, что делает процесс проектирования чрезвычайно сложным и трудоемким, особенно для современных высокопроизводительных микросхем, используемых в таких приложениях, как беспроводная связь, автономное вождение, радар и распознавание жестов.

«Классические конструкции тщательно соединяют эти схемы и электромагнитные элементы вместе, часть за частью, так что сигнал проходит в чипе так, как мы хотим. Изменяя эти структуры, мы добавляем новые свойства», — сказал Сенгупта.

Может быть трудно осознать необъятность дизайнерского пространства микрочипа. Схема усовершенствованного чипа настолько мала, а геометрия настолько детальна, что количество возможных конфигураций чипа превышает количество атомов во Вселенной.

У человека нет возможности понять этот уровень сложности, поэтому дизайнеры-люди не пытаются. Они создают чипы снизу вверх, добавляя компоненты по мере необходимости и корректируя конструкцию по ходу сборки.

Как использование ИИ решает эти проблемы

Исследователи использовали искусственный интеллект для разработки электромагнитных структур, которые разработаны совместно со схемами для создания широкополосных усилителей.

Будущие исследования будут включать в себя объединение нескольких структур и разработку целых беспроводных чипов с использованием микрочипов искусственного интеллекта.

Сенгупта сказал: «Теперь, когда это показало многообещающие результаты, предпринимаются большие усилия по разработке более сложных систем и конструкций.

В заключение он сказал: «Это лишь верхушка айсберга того, что ждет эту область в будущем».