تراشه هوش مصنوعی چینی QiMeng توانسته در یک رقابت چشمگیر، مهندسان انسانی را در زمینه طراحی پردازنده‌ها شکست دهد. این دستاورد مهم توسط دانشمندان برجسته چینی صورت گرفته و نشان‌دهنده پیشرفت قابل توجه پکن در حوزه طراحی نیمه‌رساناها با اتکا به هوش مصنوعی است.
خودکارسازی طراحی تراشه: چالشی دیرینه، راه حلی نوآورانه
در بحبوحه تشدید رقابت فناوری میان ایالات متحده و چین، هر دو کشور به دنبال تضمین استقلال در فناوری‌های حیاتی، به ویژه در صنعت تراشه هستند. با افزایش محدودیت‌های دسترسی پکن به ابزارهای پیشرفته طراحی تراشه غربی، چین تلاش‌های خود را برای قطع وابستگی به نرم‌افزارهای خارجی گسترش داده است.
در یک گام بزرگ، آکادمی علوم چین (CAS) از یک سامانه بومی مبتنی بر هوش مصنوعی برای خودکارسازی طراحی تراشه رونمایی کرده است. این حوزه مدت‌ها تحت سلطه شرکت‌های آمریکایی بوده و حالا QiMeng (به معنای روشنگری در زبان چینی) نوید توسعه سریع‌تر و ارزان‌تر نیمه‌رساناها را می‌دهد. این پلتفرم که توسط آزمایشگاه کلیدی پردازنده‌ها، مرکز تحقیقات نرم افزار هوشمند و دانشگاه آکادمی علوم چین توسعه یافته، با هدف تسریع توسعه نیمه‌رساناها و کاهش وابستگی به برنامه‌نویسان انسانی ساخته شده است.
QiMeng چگونه کار می‌کند؟
ابزار QiMeng از مدل‌های زبان بزرگ (LLM) برای خودکارسازی وظایف پیچیده طراحی تراشه استفاده می‌کند. توسعه‌دهندگان این سامانه، آن را در GitHub منبع‌باز کرده و مستندات فنی دقیق آن را در یک مقاله تحقیقاتی اخیر منتشر کرده‌اند.
تیم توسعه‌دهنده اعلام کرده است که یک تراشه رانندگی خودکار که تکمیل طراحی آن برای مهندسان انسانی هفته‌ها زمان می‌برد، می‌تواند توسط QiMeng تنها در چند روز تولید شود. این سرعت شگفت‌انگیز، پتانسیل تحول‌آفرینی این فناوری را به وضوح نشان می‌دهد.
معماری چند لایه برای طراحی جامع
ابزار QiMeng بر اساس سه لایه کاربردی بنا شده است:
- مدل تراشه پردازنده مخصوص دامنه: این لایه به عنوان پایه و اساس عمل می‌کند.
- عامل طراحی: لایه میانی که هر دو جنبه سخت‌افزاری و نرم‌افزاری را مدیریت می‌کند.
- برنامه‌های مختلف طراحی تراشه: لایه بالایی که شامل ابزارهای کاربردی برای طراحی است.
این مؤلفه‌ها با یکدیگر همکاری می‌کنند تا از طراحی خودکار، تولید زبان توصیف سخت‌افزار (HDL)، پیکربندی سیستم عامل و ایجاد زنجیره ابزار پشتیبانی کنند. محققان اشاره کرده‌اند که نسخه‌های آینده این سامانه، ظرفیت آن را برای تکامل بیشتر افزایش خواهند داد.
با استفاده از این پلتفرم، محققان موفق به ساخت دو پردازنده شده‌اند: «QiMeng-CPU-v1» که قابل مقایسه با تراشه ۴۸۶ اینتل است و «QiMeng-CPU-v2» که با پردازنده Cortex A53 شرکت Arm قابل مقایسه است. این دستاورد، نشان‌دهنده قابلیت QiMeng در طراحی پردازنده‌های با عملکرد مناسب است.
پاسخی به تحریم‌های ایالات متحده و چشم‌انداز آینده
راه‌اندازی QiMeng در زمانی صورت می‌گیرد که ایالات متحده، شرکت‌های بزرگ نرم‌افزار اتوماسیون طراحی الکترونیکی (EDA) را تحت فشار قرار داده تا فروش خود را به شرکت‌های چینی متوقف کنند. شرکت‌هایی مانند Synopsys، Cadence و Siemens EDA که بخش عمده‌ای از بازار EDA چین را در اختیار داشتند، اکنون با محدودیت‌های صادراتی جدید مواجه هستند.
سامانه QiMeng یک تلاش مستقیم برای جایگزینی اتکا به این شرکت‌های غربی و تحقق خودکفایی چین در طراحی تراشه است. تیم چینی در مقاله خود تأکید کرده که هدف از این پروژه، بهبود کارایی، کاهش هزینه‌ها و کوتاه کردن چرخه‌های توسعه در مقایسه با روش‌های دستی بوده است. این سامانه همچنین امکان سفارشی‌سازی سریع معماری تراشه‌های خاص دامنه و پشته‌های نرم‌افزاری را فراهم می‌کند.
در حالی که چین هنوز در زمینه ساخت تراشه‌های پیشرفته از شرکت‌هایی مانند شرکت تولید نیمه‌رسانای تایوان (TSMC) عقب است، تلاش‌هایی مانند QiMeng برای از بین بردن این شکاف در قابلیت‌های طراحی انجام می‌شود. توسعه‌دهندگان به موانعی مانند فناوری ساخت محدود، منابع محدود و اکوسیستم متنوع اشاره می‌کنند، اما با این حال امیدوارند که QiMeng در بلندمدت به خودکارسازی کامل طراحی تراشه و فرآیند تأیید کمک کند.