(ChinaZ.com) 6月19日消息:紐約州立大學(xué)（NYU）的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)完成了一項(xiàng)看似不可能的任務(wù)：他們成功設(shè)計(jì)了一款沒(méi)有硬件定義語(yǔ)言的半導(dǎo)體芯片。他們僅僅使用了簡(jiǎn)單的英語(yǔ)，通過(guò)其中的定義和示例來(lái)定義和描述半導(dǎo)體處理器，展示了人類(lèi)的聰明才智、好奇心和基礎(chǔ)知識(shí)在與 ChatGPT 的 AI 能力相結(jié)合時(shí)所能實(shí)現(xiàn)的驚人成就。
令人驚訝的是，這款芯片不僅僅是設(shè)計(jì)出來(lái)的，還進(jìn)行了制造、基準(zhǔn)測(cè)試，并且運(yùn)行正常。硬件工程師們只使用了簡(jiǎn)單的英語(yǔ)，展示了 ChatGPT 的巨大價(jià)值和強(qiáng)大能力。
研究團(tuán)隊(duì)和 ChatGPT 設(shè)計(jì)的芯片并不是一個(gè)完整的處理器，不像英特爾或 AMD 處理器那樣。但它是 CPU 的一個(gè)組成部分：負(fù)責(zé)創(chuàng)建一種新穎的基于累加器的 8 位微處理器架構(gòu)的邏輯部分。累加器實(shí)質(zhì)上是用于存儲(chǔ)中間計(jì)算結(jié)果的寄存器（內(nèi)存），直到完成主要計(jì)算。然而，它們對(duì) CPU 的工作至關(guān)重要，這表明其他必要的部分也可能通過(guò)設(shè)計(jì)得到。
通常，團(tuán)隊(duì)需要經(jīng)歷多個(gè)階段來(lái)將芯片設(shè)計(jì)并制造出來(lái)，其中一個(gè)階段涉及將描述芯片及其功能的「簡(jiǎn)單英語(yǔ)」翻譯成所選擇的硬件描述語(yǔ)言（HDL），如 Verilog。HDL 表示芯片內(nèi)部元素的實(shí)際幾何結(jié)構(gòu)、密度和整體布局，這對(duì)于制造過(guò)程是必要的。
ChatGPT 是一種模式識(shí)別機(jī)器，就像人類(lèi)一樣。它在各種形式的語(yǔ)言理解方面表現(xiàn)出色，包括與硬件相關(guān)的語(yǔ)言。ChatGPT 的幫助使得工程師們可以跳過(guò) HDL 階段，這是一項(xiàng)令人矚目的成就，可能讓 HDL 工程專(zhuān)家們感到有些緊張。然而，研究人員認(rèn)為，這種方法將減少 HDL 翻譯過(guò)程中由人為錯(cuò)誤引起的問(wèn)題，提高生產(chǎn)效率，縮短設(shè)計(jì)時(shí)間和上市時(shí)間，并允許更具創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)。
然而，有一件事引發(fā)了一些擔(dān)憂(yōu)（或者至少說(shuō)是值得商榷）。那就是希望消除芯片設(shè)計(jì)師對(duì) HDL 的流利運(yùn)用的需求。作為一個(gè)極其專(zhuān)業(yè)化且復(fù)雜的領(lǐng)域，掌握 HDL 是一項(xiàng)相對(duì)罕見(jiàn)且難以掌握的技能。
Pearce 博士說(shuō)：「硬件描述語(yǔ)言的一個(gè)重要挑戰(zhàn)是，掌握它的人并不多。」他補(bǔ)充說(shuō)：「成為專(zhuān)家相當(dāng)困難。這意味著我們最優(yōu)秀的工程師仍然在做這些瑣碎的事情，因?yàn)槟軌蜃鲞@些事的工程師并不多。」
當(dāng)然，自動(dòng)化這個(gè)過(guò)程的一部分將是一個(gè)明確的益處。它可以加速已有專(zhuān)家的工作，同時(shí)培養(yǎng)和引入新的專(zhuān)家。然而，ChatGPT 這個(gè)完全依賴(lài)于需要電力和服務(wù)器連接的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)技能也存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。
此外，還存在著對(duì)這種不透明軟件黑匣子及其輸出的信任問(wèn)題。我們已經(jīng)看到過(guò)通過(guò)注入提示所引發(fā)的問(wèn)題，而且 LLM 也不免受到漏洞的影響。我們甚至可以考慮，在芯片的培訓(xùn)階段中，有可能通過(guò)硬件后門(mén)來(lái)感染基于芯片的 LLM，從而導(dǎo)致某種結(jié)果。
研究團(tuán)隊(duì)使用了商業(yè)上和公開(kāi)可用的大型語(yǔ)言模型（LLMs）來(lái)處理八個(gè)硬件設(shè)計(jì)示例，通過(guò)工程師和 LLM 之間的實(shí)時(shí)交互，從英語(yǔ)文本逐步轉(zhuǎn)化為 Verilog（HDL）等效文本。
「這項(xiàng)研究產(chǎn)生了我們認(rèn)為是第一個(gè)完全由 AI 生成的 HDL，用于制造物理芯片，」紐約大學(xué) Tandon 的研究助理教授兼研究團(tuán)隊(duì)成員 Hammond Pearce 博士說(shuō)。「一些人工智能模型，如 OpenAI 的 ChatGPT 和谷歌的 Bard，可以生成不同編程語(yǔ)言的軟件代碼，但它們?cè)谟布O(shè)計(jì)中的應(yīng)用尚未得到廣泛研究。這項(xiàng)研究表明 AI 也可以使硬件制造受益，尤其是當(dāng)它被用于對(duì)話(huà)時(shí)，你可以通過(guò)一種來(lái)回對(duì)話(huà)的方式來(lái)完善設(shè)計(jì)。」
已經(jīng)有幾種電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化 (EDA) 工具，人工智能在芯片布局和其他元素方面顯示出令人印象深刻的結(jié)果。但是 ChatGPT 不是一款專(zhuān)門(mén)的軟件，顯然它也可以寫(xiě)詩(shī)和用做 EDA。
現(xiàn)在，成為 EDA 設(shè)計(jì)師的知識(shí)門(mén)檻要低得多。也許有一天，足夠多的 CPU 知識(shí)會(huì)被開(kāi)放，以至于任何有足夠決心（和 ChatGPT 的寶貴幫助）的人都可以在家設(shè)計(jì)他們的 CPU 架構(gòu)。
