Stellen Sie sich vor, eine KI könnte den nächsten Mikroprozessor auf Ihrem Gerät entwerfen – ein chinesisches Forschungsteam macht genau das möglich.
Ein Team des Instituts für Computertechnologie (ICT) in China hat kürzlich einen Durchbruch in der Welt der Mikroprozessoren erzielt. Sie entwickelten ein KI-Modell, das fähig ist, Prozessoren zu entwerfen. Dieses Modell, das speziell für einfache Mikroprozessoren unter Verwendung des RV32IA-Befehlssatzes der RISC-V-Architektur mit 32-Bit Instruktionen konzipiert wurde, benötigte vom Trainingsbeginn bis zum fertigen Chip-Entwurf lediglich fünf Stunden.
Die KI wurde mit Designdaten älterer Prozessoren trainiert und nutzt boolesche Funktionen, um binäre Entscheidungsdiagramme zu erstellen. Diese Diagramme werden anschließend durch Electronic Design Automation (EDA) Tools in einen Layout-Plan für Siliziumchips übersetzt. Der Testchip, der in diesem Prozess entstanden ist, verfügt über einen einzelnen RISC-V-Kern mit einer Taktrate von 300 MHz – vergleichbar mit dem bekannten ESP32-C3 Mikrocontroller – und wurde unter Verwendung der 65-Nanometer-Technologie gefertigt. Bemerkenswerterweise konnte auf diesem Testchip erfolgreich der Linux-Kernel 5.15 gebootet werden.
Obwohl die Leistung dieses Chips nicht mit modernen x86-Prozessoren vergleichbar ist, die einen leistungsfähigeren 64-Bit-Befehlssatz nutzen, sieht das Forschungsteam großes Potenzial. Sie betonen, dass mit den richtigen Trainingsdaten auch leistungsstärkere Prozessoren automatisch entworfen werden könnten, was den Weg für zukünftige Entwicklungen in verschiedenen Befehlssätzen wie x86 oder ARM ebnet.
Die Integration von maschinellem Lernen (ML) in den Chipdesignprozess ist kein neues Konzept und wird von etablierten Herstellern bereits seit einiger Zeit diskutiert. Branchengrößen wie Synopsys bieten schon EDA-Tools an, die ML-basierte Optimierungsfunktionen für Effizienz, Performance und maximale Transistordichte beinhalten. Diese Entwicklung deutet darauf hin, dass KI eine zunehmend zentrale Rolle im Entwurfsprozess spielen könnte, indem sie repetitive Aufgaben übernimmt und die Gesamteffizienz verbessert.