Chip-Hersteller wie Samsung oder Cerebras setzen beim Design von Prozessoren auf Künstliche Intelligenz. Synopsys, die Firma hinter einer KI-Software für Chip-Design, verspricht Großes.
Die Entwicklung moderner Mikroprozessoren ist hochkomplex, das Design eines Chips dauert oft mehrere Monate. Im Designprozess greifen Expert:innen daher oft auf ihre Erfahrung und Intuition zurück, um einzuschätzen, wie bestimmte Entscheidungen sich im Designprozess auswirken werden.
Mit Spielgefühl zum Super-Prozessor
Während sich dieses Wissen schwer in Computer-Code verwandeln lässt, kann Künstliche Intelligenz durch bestärkendes Lernen bereits Aufgaben im Chip-Design übernehmen. Dass die KI-Lernmethode komplexe Aufgaben meistern kann, die Menschen mit Intelligenz, Erfahrung und Intuition lösen, haben Systeme wie AlphaGo Zero gezeigt.
Das sogenannte „Floorplanning“ (Grundrissplanung) im Chip-Design, bei dem die einzelnen Bauteile für den Chip angelegt, gruppiert und verbunden werden, ähnelt den logischen Zügen, die Deepminds KI-Systeme auf den Spielbrettern von Go oder Schach setzen.
Unternehmen wie Google, Nvidia oder IBM forschen daher an Werkzeugen, die, wenn sie nicht das Chip-Design komplett übernehmen, doch zumindest Menschen beim Prozess unter die Arme greifen sollen. Erste Ergebnisse stellte etwa Google im Juni vor: Ein KI-System entwarf den Grundriss für Googles neue Tensor-Prozessoren.
Synopsys liefert KI-Software für das Chip-Design
Andere Hersteller wie Samsung oder Cerebras setzten auf DSO.ai, eine Design-Software mit KI-Unterstützung des "Electronic Design Automation"-Unternehmens Synopsys. Auch dort setzt man auf bestärkendes Lernen für die gleichzeitige Optimierung von Energieverbrauch, Leistung und Chipgröße.
KI ist mittlerweile in jedem Werkzeug von Synopsys im Einsatz, doch DSO.ai verspricht mehr: Es zielt auf den gesamten Designablauf statt auf einzelne Schritte.
Synopsys veröffentlichte die erste Variante von DSO.ai 2020. Heute wird sie von dutzenden Kunden des Unternehmens genutzt. Bereits damals habe die Software es Designern ermöglicht, bestimmte Aufgaben in wenigen Wochen statt in mehreren Monaten zu erledigen, sagt Aart de Geus, Co-CEO von Synopsys. Seit etwa sechs Monaten habe DSO.ai nun in einigen Bereichen menschliche Ergebnisse übertroffen.
So sei es mit der Software gelungen, den Stromverbrauch eines Chips im Vergleich zu einem menschlichen Expertenteam, das modernste Designwerkzeuge verwendete, um 25 Prozent zu senken. Das entspreche in etwa einer Stromverbrauchreduzierung, für die sonst ein oder zwei Sprünge im Fertigungsverfahren nötig seien.
Tausendfache Leistung: KI soll neue Chip-Architekturen entdecken
KI-Werkzeuge wie DSO.ai sollen jedoch noch mehr leisten, wenn es nach de Geus geht. "Ich denke, wir haben einen fulminanten Start hingelegt, aber wir stehen erst am Anfang, und ich glaube, dass es hier noch viele weitere Möglichkeiten gibt", so de Geus.
Neue Designs könnten Chips schneller machen, aber für große Leistungssprünge brauche es neue Architekturen. In Zukunft sollen Werkzeuge wie DS.ai genau das leisten. Mit der KI-Software könnte so in den nächsten zehn Jahren deutlich schnellere Hardware entstehen: "Wir können 10-, 100- und 1.000-mal bessere Architekturen erreichen", glaubt de Geus.
