大数跨境

人工智能在芯片设计中的潜力与局限

人工智能在芯片设计中的潜力与局限 兆源软件
2026-04-15
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专家圆桌会:Synopsys人工智能与机器学习副总裁Thomas Andersen、英特尔模拟/混合信号工具与流程高级总监Sridhar Boinapally、AMD企业院士Alex Starr、英伟达GPU硬件工程副总裁Stuart Oberman、微软硅工程基础设施合伙人兼总经理Silvian Goldenberg,以及加州大学伯克利分校电子工程与计算机科学教授Borivoje Nikolic共同探讨了AI在芯片设计领域的机遇与挑战。以下是近期的专题讨论节选。

L-R: Synopsys’ Andersen; Intel’s Boinapally; Microsoft’s Goldenberg; Nvidia’s Oberman; AMD’s Starr; UC Berkeley’s Nikolic.


问:未来五年内,AI将如何从根本上改变芯片设计流程?

Andersen:AI不会取代工具本身。我认为目前没有比现有技术更优的替代方案。但对于工具的操作者——那些运行验证工具、实现工具和签核工具的人类工程师来说,工作流程中将发生大量迭代。部分工作在于优化设计,部分在于调试和建立工作流。这类工作很可能在未来两年内高度自动化,这正是生成式AI和推理模型取得重大突破的领域。我可以自动化负载生成、调试、验证问题、物理设计问题,这将显著加速设计收敛。完全自动化需要更长时间,因为就现有技术而言,必须有人类参与循环以确保不犯错,并复核系统是否按预期运行。但总体来看,我确实看到了巨大机遇,未来几年芯片设计流程将出现重大变革。

Starr:五周还是五年?技术迭代速度太快了。变化速率、加速趋势以及模型与智能体流程的创建,将彻底颠覆我们进行硅设计的方式。工程团队需要持续学习并发展新技能。随着我们提升能力、协调资源并理解这些系统的运作机制,产品上市时间将大幅缩短。

Oberman:我的老板(英伟达CEO黄仁勋)有句名言:"存在任务性工作,也存在人类监督工作"。在可能的情况下,应该用AI完全接管任务性工作。在芯片设计流程中,我们对多年积累的工程任务已非常擅长,包括部分分析工作、特定编码环节以及验证调试模块。这些本质上都是任务性工作。但模型进化速度快得惊人——无论是五周还是五年的预测期。如果科学发展能稍缓脚步让我们跟上创新节奏就好了。我们看到大量技术涌现,正全力加速部署。

Boinapally:这对EDA来说是根本性变革。许多设计工作属于重复性劳动,比如反复进行的验证环节。这些都将消失。我们正在向价值链上游迁移,进入更高层级的设计领域。

Goldenberg:我们必须从第一天就确保正确。这就是芯片设计的本质——无论时间还是资金成本都极其高昂。从项目启动到流片,全程都必须保持控制力。这就是我们应用AI技术的背景。硅片开发仍将充满挑战,设计师仍需理解每个环节。AI的价值在于加速进程,并模糊专业边界。目前我们有不同领域的专业工程师,而AI将促进知识多元化,从而催生海量设计。设计公司通常采用线性流程,反复修改会耗费大量时间。


问:对工程专业的学生有什么建议?

Nikolic:不要害怕。这些自主AI方法将开启一个多元化芯片涌现的未来。开发芯片所需的时间会因工具而缩短。这些都是未来几年必然发生的趋势。最令人对AI望而生畏的,将是那些我们即将发现的突破。我们发表的论文显示,AI在通用处理器核心中发现了一种超越人类设计的新型缓存替换策略。我们还构建了AI发现流程来开发模拟电路——虽未创造出全新拓扑结构,但重现了那些因难以推演而被束之高阁的经典设计。因此必须让学生理解AI并善用这些技术。目前我们尚无完整方案,但正在积极探索。


问:当前AI领域投资如火如荼。短短四年间,我们从机器学习发展到生成式AI,再到如今的自主AI。哪些领域存在重大机遇?这将如何影响半导体创新?

Andersen:我看到过展示机器学习、AI和生成式AI演进的关系图,但这不意味着生成式AI优于其他技术。不同问题需要不同解决方案。即便是非AI领域的优化问题——比如要对数百万个对象进行最优布局——也未必适用AI或LL算法。AI的本质在于对人类行为的自动化,擅长认知、识别甚至执行任务。因此在核心EDA算法中,虽然尝试过用强化寻找更优解,但效果有限,我们更聚焦于人类必须参与的环节。首先,人类仍需长期掌控主导权,否则全自动化可能产出大量故障芯片。应从调试、约束文件整理等繁琐子任务入手,而非整个工作流或规范设计,否则可能像生成六指图像那样出错。行业发展过快,我们或许需要放缓脚步,先解决基础调试问题。尽管潜力巨大,但必须保持务实。
Goldenberg:软件硬件协同优化是新兴领域。当前设计流程中,我们先定架构再建模型,这方面探索不足。AI能重塑软件实现方案,达成比现有更优解。这是明确的机遇方向,但必须实现AI在芯片设计中的百分百可靠性。
Boinapally:RTL代码生成、验证等环节已见成效,未来将渗透芯片设计全流程。英特尔已观察到积极迹象,AI甚至可能接管全部设计工作。我不确定是否必须由人类监督自动化验证——人类本身也会犯错,如今却承担着验证职责。未来顶层设计可能需要更少人力。
Starr:我们终将实现完全自主化。届时会有多智能体协同验证系统,而非依赖单一模型。从当前的手工编码,逐步迈向企业级、可扩展、可部署、稳健且确定性的解决方案——但这需要过渡阶段。

问:如果都是按钮式设计,芯片之间的差异体现在哪里?

Starr:我们看到的是,有些人能更快地利用精简框架找到解决方案。即便使用完全相同的工具,不同团队在不同抽象层次采取不同方法时,仍存在巨大差异。团队真正需要理解的是AI的本质、发展方向以及实现差异化的可用技术。

Oberman:既然底层框架和工具都相同,那差异从何而来?现状不正是如此吗?你们拥有训练有素的工程师,可以面试他们,了解他们的能力。如今EDA工具也很强大。但各公司推出的产品依然不同。关键在于能否将部分专业知识系统化——无论是基于引进的 skilled engineers,还是机构 expertise,并将其嵌入模型或框架中——这种趋势将持续下去。有些公司会比 others 更成功。我们还没到"输入需求、按下按钮、输出芯片"的阶段。即便真能如此,你在流程中投入了什么样的工具支持呢?




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