Chip projetado por IA é tão estranho que humanos não conseguem entendê-lo, mas seu desempenho é recorde

• Pesquisadores conseguiram usar IA para projetar chips sem fio de onda milimétrica (mm-Wave) em poucas horas
  • Criaram designs muito mais eficientes do que os métodos tradicionais de projeto humano
  • O projeto do chip é tratado como um sistema completo, e não como um conjunto de componentes individuais
• Atualmente, o projeto de chips é feito por especialistas humanos que otimizam gradualmente designs baseados em templates
  • Como a estrutura interna dos chips é complexa e difícil de compreender completamente, é necessária uma abordagem conservadora
  • Chips de onda milimétrica usados em modems 5G e outros dispositivos são especialmente difíceis de projetar por causa dos desafios de miniaturização e otimização de desempenho

Método de projeto inverso (Inverse Design) com IA

• Pesquisadores da Universidade de Princeton e do Instituto Indiano de Tecnologia propuseram um método de projeto inverso com deep learning
• Primeiro define-se o desempenho desejado, e então a IA determina automaticamente as entradas e os parâmetros de projeto
• Em vez do método tradicional baseado em templates, o chip inteiro é projetado como uma estrutura independente única
• Nesse processo, o chip acaba sendo configurado de formas que designers humanos não imaginariam

O futuro do projeto de chips com IA?

• Design incompreensível para humanos, mas com desempenho de ponta
  • O professor Kaushik Sengupta (Universidade de Princeton), que liderou a pesquisa, explicou que "as estruturas criadas pela IA parecem formas aleatórias, e os humanos não conseguem realmente entendê-las"
  • Mas, quando foram de fato fabricados, os chips projetados por IA mostraram desempenho superior ao dos projetos convencionais
• A IA vai substituir os designers humanos?
  • Alguns dos chips projetados por IA não funcionaram corretamente, algo semelhante às "alucinações (hallucination)" que a IA generativa às vezes apresenta
  • Por isso, em vez de substituir humanos, a IA precisa ser usada como ferramenta para aumentar a produtividade
  • Com IA, é possível projetar muito mais rapidamente chips otimizados para objetivos específicos, como eficiência energética ou expansão da faixa de frequência

Perspectivas futuras

• Como a miniaturização e a melhora de desempenho dos chips sem fio são fatores importantes, essa tecnologia de projeto com IA é um resultado de pesquisa muito útil
• O professor Sengupta demonstrou expectativa ao afirmar que, "se essa tecnologia se expandir para outras partes do projeto de circuitos, o próprio modo como projetamos eletrônica pode mudar"
• Ele também sugeriu o enorme potencial futuro do projeto de chips com IA ao dizer: "isso ainda é só a ponta do iceberg"

[princox]

Essa caixa-preta é realmente assustadora. "Como é que isso funciona?"

[colus001]

Parece uma sensação parecida com a do AlphaGo. Não dá para saber por que ele faz uma jogada dessas, mas a taxa de vitória é maior assim. Se conseguirmos identificar bem os casos em que distorcemos a essência para que humanos consigam entender, isso pode ajudar bastante na otimização.

[qurare]

Para fazer uma analogia com restaurante: as pessoas criam receitas de um jeito que outros humanos ou até funcionários temporários consigam entender e preparar a comida, mas a IA basicamente joga todos os ingredientes de uma vez num panelão e, ainda assim, consegue fazer muito mais rápido e sair uma comida mais gostosa...

[crawler]

Fica super fácil de entender, é uma ótima analogia.

[GN⁺]

Comentários do Hacker News

• Adrian Thompson aplicou algoritmos evolutivos a hardware FPGA nos anos 1990 para desenvolver um circuito capaz de distinguir tons de 1 kHz e 10 kHz

  • O circuito final era menor do que um projetado por engenheiros humanos e explorava características físicas específicas do chip
  • Incluía loops de feedback, efeitos de EMI entre unidades lógicas não conectadas e operação fora da região de saturação dos transistores
  • Foram fornecidos links para artigo relacionado, paper e Reddit

• Não gosta que o termo IA seja usado quando, na prática, ele significa um otimizador

  • Chamar o resultado de um otimizador de IA é, até certo ponto, justificável
  • Levanta-se a dúvida se o próprio chip é a IA, ou se são as 200 linhas de código que definem recompensa e iteração

• O projeto de antenas e outros componentes com algoritmos evolutivos vem sendo feito desde o início dos anos 2000

  • Há a lembrança de ter visto uma apresentação sobre um DSP "evoluído" no FOSDEM na década de 2010
  • Foi fornecido um link relacionado da Wikipedia

• Equipamentos complexos são tão complexos quanto organismos vivos

  • Alguns são projetados por outros computadores
  • Não se sabe exatamente como funcionam
  • Citação de Westworld, de 1973

• O comentário mencionado no artigo é interessante

  • O projeto do chip é mais eficiente, e a IA adota abordagens que seriam difíceis de um projetista humano imaginar
  • É muito provável que um projetista humano não consiga apresentar um novo paradigma de projeto ao seu chefe

• Um modelo de IA gerou em poucas horas um chip sem fio mais eficiente, mas não está claro como o projeto de "forma aleatória" foi gerado

  • A NASA também fez tentativas semelhantes e projetou uma antena "perfeita"
  • O desempenho foi superior ao das formas existentes projetadas por engenheiros

• Começou a investigar a complexidade do projeto de chips e descobriu, em um artigo da Nature, que toda a discussão se baseia em simulação

  • Fica a curiosidade sobre como funcionaria se fosse fabricado como um chip real
  • Há grande chance de não passar na verificação de regras de projeto

• Se não é possível entender o projeto, questiona-se até que ponto sua correção pode ser testada de forma rigorosa

• Acredita que descrever esse tipo de pesquisa como um avanço além da compreensão humana é um exemplo de mistificação para fins de marketing

  • Mesmo com tantas ferramentas de simulação e poder computacional hoje, é questionável não entender como um chip funciona
  • Acha que os profissionais da ciência deveriam esperar resultados melhores