AI Merevolusi Desain Chip, Memangkas Biaya dan Waktu

Para peneliti telah memanfaatkan AI untuk merancang chip nirkabel, yang secara drastis mengurangi waktu dan biaya sekaligus mengungkap fungsi-fungsi baru. Terobosan ini menjanjikan transformasi teknologi nirkabel dan desain chip selamanya.

Mikrocip khusus, yang penting untuk teknologi nirkabel mutakhir, secara tradisional sulit dan mahal untuk dirancang. Namun, pengembangan inovatif dari para peneliti di Princeton Engineering dan Institut Teknologi India Madras (IIT Madras) menjanjikan untuk merevolusi proses ini. Dengan memanfaatkan kecerdasan buatan, tim tersebut telah secara signifikan mengurangi waktu dan biaya yang terlibat dalam desain cip, sekaligus menemukan fungsi baru yang dapat memenuhi permintaan yang terus meningkat akan kecepatan dan kinerja nirkabel yang lebih baik.

Dalam sebuah penelitian diterbitkan Dalam Nature Communications, para peneliti merinci pendekatan inovatif mereka, di mana AI menciptakan struktur elektromagnetik kompleks dan sirkuit terkait dalam microchip berdasarkan parameter desain yang ditentukan. Tugas yang dulunya membutuhkan kerja terampil selama berminggu-minggu kini dapat diselesaikan hanya dalam hitungan jam.

Yang lebih menarik lagi, AI telah menghasilkan desain dengan pola sirkuit yang sangat tidak biasa, menawarkan alternatif menarik bagi desain tradisional yang dikembangkan manusia.

“Kami menciptakan struktur yang rumit dan bentuknya acak, dan ketika dihubungkan dengan sirkuit, struktur tersebut menghasilkan kinerja yang sebelumnya tidak dapat dicapai. Manusia tidak dapat benar-benar memahaminya, tetapi struktur tersebut dapat bekerja lebih baik,” kata penulis utama Kaushik Sengupta, seorang profesor teknik listrik dan komputer di Princeton, dalam sebuah pernyataan. rilis berita.

Sengupta juga merupakan salah satu direktur program kemitraan industri Princeton, NextG, yang bertujuan untuk mengembangkan komunikasi generasi mendatang.

Proses desain yang digerakkan oleh AI memungkinkan terciptanya sirkuit yang dirancang khusus untuk efisiensi energi atau dapat dioperasikan pada rentang frekuensi yang luas — kemampuan yang saat ini tidak dapat dicapai dengan teknik yang ada. Lebih jauh lagi, algoritme desain tradisional yang mungkin memerlukan waktu berminggu-minggu untuk mensintesis struktur yang kompleks kini dikalahkan oleh kinerja AI yang hanya berlangsung beberapa menit.

“Karya ini menyajikan visi masa depan yang menarik,” kata salah satu penulis Uday Khankhoje, seorang profesor madya teknik elektro di IIT Madras, dalam rilis berita tersebut. “AI tidak hanya mendukung percepatan simulasi elektromagnetik yang memakan waktu, tetapi juga memungkinkan eksplorasi ke dalam ruang desain yang belum dieksplorasi sebelumnya dan menghasilkan perangkat berkinerja tinggi yang menakjubkan yang bertentangan dengan aturan praktis dan intuisi manusia yang biasa.”

Chip nirkabel menggabungkan sirkuit elektronik standar dengan struktur elektromagnetik, seperti antena dan pemisah sinyal. Elemen-elemen ini harus diatur dengan cermat agar berfungsi secara harmonis, sehingga prosesnya menjadi sangat rumit dan memakan waktu. Aplikasi mulai dari komunikasi nirkabel hingga mengemudi otomatis dan teknologi radar bergantung pada karya desain yang rumit ini.

“Desain klasik dengan hati-hati menyatukan rangkaian dan elemen elektromagnetik ini, bagian demi bagian, sehingga sinyal mengalir sesuai keinginan kita di dalam chip. Dengan mengubah struktur tersebut, kita memasukkan properti baru,” tambah Sengupta. “Sebelumnya, kita memiliki cara terbatas untuk melakukan ini, tetapi sekarang pilihannya jauh lebih banyak.”

Cakupan desain chip hampir tidak dapat dipahami, karena konfigurasi potensial dalam chip canggih jauh melampaui jumlah atom di alam semesta. Desainer tradisional mendekati tugas dengan membangun dari bawah ke atas, tetapi AI mempertimbangkan chip secara keseluruhan, yang mengarah ke pengaturan yang baru dan efektif.

Namun, pengawasan manusia tetap penting untuk memperbaiki konfigurasi salah yang mungkin dihasilkan AI.

“Ada jebakan yang masih memerlukan perbaikan dari desainer manusia,” tambah Sengupta. “Intinya bukanlah mengganti desainer manusia dengan alat. Intinya adalah meningkatkan produktivitas dengan alat baru. Pikiran manusia paling baik digunakan untuk menciptakan atau menemukan hal baru, dan pekerjaan yang lebih biasa dan bermanfaat dapat dilimpahkan ke alat ini.”

Kemampuan sistem AI telah menunjukkan hasil yang menjanjikan dalam mengembangkan struktur elektromagnetik kompleks yang dirancang bersama dengan rangkaian untuk penguat pita lebar. Ke depannya, Sengupta dan timnya berencana untuk fokus pada menghubungkan beberapa struktur guna merancang seluruh chip nirkabel menggunakan pendekatan AI ini.

"Sekarang setelah hal ini menunjukkan harapan, ada upaya yang lebih besar untuk memikirkan sistem dan desain yang lebih rumit," tambah Sengupta. "Ini hanyalah puncak gunung es dalam hal apa yang akan terjadi di masa depan bidang ini."

Penelitian ini mencerminkan lompatan maju yang signifikan dalam bidang komunikasi nirkabel dan desain chip.

Dengan mengubah cara mikrochip dirancang, metodologi berbasis AI ini berpotensi untuk membentuk kembali industri yang bergantung pada teknologi nirkabel, membuka jalan bagi perangkat elektronik yang lebih cepat, lebih efisien, dan inovatif.