Une puce conçue par une IA, si étrange que les humains ne peuvent pas la comprendre, mais avec des performances inédites

• Des chercheurs ont réussi à concevoir en quelques heures, à l’aide de l’IA, une puce radio à ondes millimétriques (mm-Wave)
  • Ils ont produit un design bien plus efficace que les méthodes de conception humaines traditionnelles
  • La conception de la puce est traitée comme un système complet unique, et non comme un assemblage de composants distincts
• Aujourd’hui, la conception de puces repose sur des experts humains qui optimisent progressivement des modèles de base
  • La structure interne des puces étant complexe et difficile à comprendre entièrement, une approche prudente est nécessaire
  • Les puces à ondes millimétriques utilisées notamment dans les modems 5G sont particulièrement difficiles à concevoir en raison des défis de miniaturisation et d’optimisation des performances

Méthode d’inverse design basée sur l’IA

• Des chercheurs de l’université de Princeton et de l’Indian Institute of Technology ont proposé une méthode d’inverse design fondée sur le deep learning
• On définit d’abord les performances souhaitées, puis l’IA détermine automatiquement les entrées et les paramètres de conception
• Au lieu d’utiliser une approche par modèles, la puce entière est conçue comme une structure autonome unique
• Dans ce processus, la puce est configurée d’une manière à laquelle les concepteurs humains n’auraient pas pensé

L’avenir de la conception de puces par IA ?

• Des designs incompréhensibles pour l’humain, mais des performances de tout premier plan
  • Le professeur Kaushik Sengupta (université de Princeton), qui a dirigé l’étude, explique que « la structure créée par l’IA ressemble à une forme aléatoire, et les humains ne peuvent pas vraiment la comprendre correctement »
  • Pourtant, après fabrication, la puce conçue par l’IA a montré des performances supérieures aux conceptions existantes
• L’IA remplacera-t-elle les concepteurs humains ?
  • Certaines puces conçues par l’IA n’ont pas fonctionné correctement, ce qui rappelle les « hallucinations » que produit parfois l’IA générative
  • L’IA ne doit donc pas remplacer l’humain, mais être utilisée comme un outil pour améliorer la productivité
  • Grâce à l’IA, il devient possible de concevoir bien plus rapidement des puces optimisées pour des objectifs précis (par exemple l’efficacité énergétique ou l’extension de la plage de fréquences)

Perspectives

• Comme la miniaturisation et l’amélioration des performances des puces radio sont essentielles, cette technologie de conception par IA constitue une avancée de recherche très utile
• Le professeur Sengupta s’est dit optimiste : « si cette technologie s’étend à d’autres aspects de la conception de circuits, elle pourrait transformer la manière même de concevoir l’électronique »
• Il a également laissé entendre que « ce n’est encore que la partie émergée de l’iceberg », suggérant l’immense potentiel futur de la conception de puces par IA

[princox]

Cette boîte noire a vraiment de quoi faire peur. « Pourquoi est-ce que ça marche, au juste ? »

[colus001]

Ça fait penser à AlphaGo. On ne sait pas vraiment pourquoi il joue de tels coups, mais son taux de victoire est plus élevé ainsi. Si on parvient à bien repérer les cas où l’on déforme l’essentiel pour le rendre compréhensible aux humains (?), cela pourrait beaucoup aider à l’optimisation.

[qurare]

Pour prendre une analogie avec la restauration, les humains élaborent des recettes que d'autres personnes ou même des employés à temps partiel peuvent comprendre pour préparer un plat, alors que l'IA, en gros, balance simplement tous les ingrédients en vrac dans un grand récipient et les fait tourner, et arrive quand même à le préparer bien plus vite tout en obtenant un plat plus savoureux...

[crawler]

C’est très facile à comprendre, c’est une bonne métaphore.

[GN⁺]

Commentaires sur Hacker News

• Adrian Thompson a appliqué des algorithmes évolutionnaires au matériel FPGA dans les années 1990 pour développer un circuit capable de distinguer des tonalités de 1 kHz et 10 kHz

  • Le circuit final était plus petit que celui conçu par des ingénieurs humains et exploitait les caractéristiques physiques d'une puce spécifique
  • Cela incluait des boucles de rétroaction, des effets d'EMI entre des unités logiques non connectées, et un fonctionnement en dehors de la région de saturation des transistors
  • Des liens vers des articles connexes, des publications scientifiques et Reddit sont fournis

• Certains n'aiment pas que le terme IA soit utilisé alors qu'il désigne en réalité un optimiseur

  • Il est dans une certaine mesure légitime d'appeler IA le résultat produit par un optimiseur
  • La question est posée de savoir si la puce elle-même est une IA, ou si ce sont les 200 lignes de code qui définissent la récompense et les itérations qui le sont

• La conception d'antennes et d'autres composants à l'aide d'algorithmes évolutionnaires existe depuis le début des années 2000

  • Quelqu'un se souvient avoir vu à la FOSDEM, dans les années 2010, une présentation sur un DSP « évolué »
  • Un lien Wikipedia connexe est fourni

• Les équipements complexes sont aussi complexes que les organismes vivants

  • Certains sont conçus par d'autres ordinateurs
  • On ne sait pas exactement comment ils fonctionnent
  • Citation de Westworld, 1973

• Un commentaire mentionné dans l'article est jugé intéressant

  • La conception de la puce est plus efficace, et l'IA adopte des approches qu'un concepteur humain aurait du mal à imaginer
  • Il est très probable qu'un concepteur humain ne puisse pas présenter un nouveau paradigme de conception à son supérieur

• Un modèle d'IA a généré en quelques heures une puce radio plus efficace, mais on ne sait pas clairement comment une conception à la « forme aléatoire » a été produite

  • La NASA a aussi mené des tentatives similaires et conçu une antenne « parfaite »
  • Les performances étaient supérieures à celles des formes existantes conçues par des ingénieurs

• Quelqu'un a commencé à examiner la complexité de la conception des puces et a constaté, dans l'article de Nature, que toute la discussion reposait sur des simulations

  • Il se demande comment cela fonctionnerait si la puce était réellement fabriquée
  • Il est très probable qu'elle ne passe pas les vérifications des règles de conception

• Si l'on ne peut pas comprendre la conception, on peut se demander à quel point il est possible de tester rigoureusement sa validité

• Certains pensent que présenter ce type de recherche comme une percée dépassant la compréhension humaine est un exemple de mystification à des fins marketing

  • Même avec autant d'outils de simulation et de puissance de calcul aujourd'hui, il est étonnant de dire qu'on ne comprend pas le fonctionnement de la puce
  • Ils estiment que les praticiens de la science devraient viser de meilleurs résultats