Chinesische Forscher präsentieren erstes künstlich intelligentes Prozessorchip-Designsystem

Ein Team von Ingenieuren, KI-Spezialisten und Chipdesign-Forschern am Chinese Academy of Sciences (CAS) hat kürzlich ein neues System namens QiMeng vorgestellt, das als erstes künstliche Intelligenz (KI) für den Chipdesign-Prozess einsetzt. Die Forscher haben ihre Arbeit auf dem arXiv-Preprint-Server veröffentlicht, wo sie die Funktionsweise und die bisherigen Ergebnisse des Systems detailliert beschreiben. Über die letzten Jahrzehnte hinweg haben Halbleiterhersteller komplexe Systeme zur Entwicklung von Prozessorchips für Computer, Smartphones und andere elektronische Geräte entwickelt. Diese Prozesse sind oft langwierig und teuer, da sie große Teams von hochqualifizierten Fachleuten erfordern, die Designideen in physikalische Pläne umsetzen können. In der aktuellen Studie haben die Wissenschaftler in China KI eingesetzt, um diesen Prozess zu beschleunigen und mehr Flexibilität zu ermöglichen. Das Ziel ist es, Chips zu entwerfen, die spezifische Aufgaben besonders gut erfüllen können, was bei manchen Anwendungen von entscheidender Bedeutung ist. Das QiMeng-System besteht aus drei miteinander verbundenen Teilen. Der erste Teil ist ein domänenspezifisches Chipmodell, der zweite Teil ist der Design-Agent, der die meiste Arbeit beim Erstellen des Designs übernimmt, und der dritte Teil ist eine Sammlung von Design-Anwendungen, die dem Agent zur Verfügung stehen. Das System lernt, wie Prozessoren aussehen und funktionieren, indem es einer großen Datenbank mit bestehender Technologie ausgesetzt wird. Dieser Ansatz ermöglicht es QiMeng, effektive Designs zu erstellen, die den Nutzeranforderungen entsprechen und sowohl die Hardwarearchitektur als auch die Software, die auf dem Chip läuft, generieren kann. Bislang hat QiMeng zwei Prozessoren entwickelt: QiMeng-CPU-v1, der einem Intel 486 entspricht, und QiMeng-CPU-v2, der vergleichbar mit einem Arm Cortex A53 ist. Obwohl diese Chips im Vergleich zu aktuellen Standards recht veraltet sind, zeichnen sich die Forscher optimistisch. Sie sind der Überzeugung, dass QiMeng, während es weiterhin lernt, letztendlich in der Lage sein wird, Chips zu entwerfen, die den heutigen westlichen Standards entsprechen, und dies zu einem geringeren Aufwand und in kürzerer Zeit tun wird. Die Entstehung von QiMeng hat ihren Ursprung in dem Druck, unter dem chinesische Wissenschaftler standen, ihre Chipfertigungsfähigkeiten zu verbessern, da westliche Länder zunehmend technologische Fortschritte mit China teilen möchten. Dieser Druck wurde durch jüngste Maßnahmen des US-Handelsministeriums verstärkt, die die Softwarelizenzierung von Unternehmen wie Cadence und Synopsys einschränken. Solche Sanktionen haben dazu geführt, dass chinesische Tech-Giganten wie Lenovo und Xiaomi Schwierigkeiten haben, Zugang zu dieser Technologie zu erhalten. Im Westen haben Unternehmen wie Cadence und Synopsys bereits umfangreiche KI-basierte Plattformen für den Chipdesign-Prozess entwickelt. Cadence bietet mehrere KI-Plattformen, die die wesentlichen Schritte des Designs und der Verifikation abdecken. Synopsys' DSO.ai hat bereits an über 200 Chips mitgewirkt, die in Produktion gegangen sind. Diese fortschrittlichen Systeme zeigen, dass die Integration von KI in den Chipdesign-Prozess bereits Bestandteil der Branche ist. Allerdings hebt die CAS hervor, dass QiMeng durch seine Offenlegung und Open-Source-Natur ein potenzieller Industriepionier sein könnte, der breitere Anwendungen ermöglicht. Laut Berichten von der South China Morning Post (SCMP) kann QiMeng in Tagen das leisten, was menschliche Teams in Wochen brauchen. Dies macht das System zu einer interessanten Alternative, insbesondere in Zeiten, in denen der Zugang zu westlicher Technologie erschwert wird. Die Bedeutung von QiMeng liegt nicht nur in seiner technischen Leistung, sondern auch in seiner strategischen Relevanz für China. Chipdesign-Technologie ist eine strategisch wichtige Branche, und die Fähigkeit, unabhängig und effizient Chips zu entwerfen, ist entscheidend für die technologische Souveränität des Landes. Die CAS-Forscher betonen, dass QiMeng weiterentwickelt werden wird, und sie erwarten, dass zukünftige Versionen des Systems deutlich leistungsfähigere und modernere Designs liefern werden. Im Kontext der jüngsten technologischen Sanktionen durch die USA ist QiMeng ein wichtiger Schritt vorwärts für China. Es zeigt, dass das Land trotz externer Einschränkungen in der Lage ist, innovative Lösungen zu entwickeln. Die Reaktionen der Industrie auf QiMeng sind gemischt, aber viele Experten sehen das Potenzial des Systems, den Chipdesign-Prozess revolutionieren zu können, insbesondere wenn es weiterhin optimiert und erweitert wird. Die Chinesische Akademie der Wissenschaften ist eine führende wissenschaftliche Einrichtung in China und hat einen langen Traditionslinie in Forschung und Entwicklung. QiMeng ist ein weiterer Beweis für die Fähigkeit der Akademie, angesichts globaler Herausforderungen innovative Technologien zu schaffen. Die Branche beobachtet das Projekt mit großem Interesse und erwartet, dass es bedeutende Auswirkungen auf die Zukunft des Chipdesigns haben könnte.