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芯片设计周期能不能缩短,谷歌(Google)如何使用机器学习优化芯片设计流程?

谷歌AI扛把子“姐夫”Jeff Dean在第58届DAC大会上给出了答案:
工作在三大阶段中实现,包括架构搜索,RTL综合,验证,布局和布线(Placement and routing)。在架构搜索阶段,谷歌用FAST架构自动优化硬件加速器设计;在验证阶段用深度表示学习可提升验证效率;在布局与布线阶段,用了强化学习。

用强化学习进行芯片布局的步骤如下:
首先从空白底座开始,运用强化学习的常用算法(分布式PPO算法)设计,完成每个节点的布局放置,评估,追求一秒或半秒内就可以完成布局方案的评估和可优化之处。人们希望能训练智能体高效地创造一些前所未有的布局方式。于是,谷歌将强化学习的方法与工具用在了自家的芯片TPU上。针对TPU v5芯片的37个设计块进行了布局与布线。

验证是阻碍芯片设计提速的瓶颈。通常,芯片设计80%的工作量在验证,而设计仅占20%。芯片的验证环节需要大量人力,自动化让人求之不得。RTL将芯片设计抽象为一张图,然后运用基于图的神经网络去了解该图的特性,从而了解其对应芯片设计的特性。

谷歌论文中谈到:深度表示学习能够显著提高验证效率,质量,而且能在设计中泛化。

(涉及到的谷歌论文有:
2020年论文:Chip Placement with Deep Reinforcement Learning
2021年论文:A graph placement methodology for fast chip design
论文:A Full-stack Search Technique for Domain Optimized Deep Learning Accelerators)

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