Une puce microprocesseur créée en dialoguant avec une IA

Des chercheurs ont réalisé une prouesse inédite en créant une puce microprocesseur grâce à des « conversations » en anglais simple avec un modèle d’IA. Ce tour de force pourrait non seulement accélérer le développement des puces, mais aussi démocratiser leur conception en la rendant accessible à des personnes sans compétences techniques spécialisées.

L’équipe de recherche de la NYU Tandon School of Engineering a exposé comment deux ingénieurs matériels ont « conversé » en anglais standard avec ChatGPT-4 – un Large Language Model (LLM) conçu pour comprendre et générer du texte de type humain – pour concevoir une nouvelle architecture de microprocesseur. Les designs obtenus ont ensuite été envoyés pour fabrication.

Une nouvelle méthode de conception de matériel

Habituellement, la conception de tout type de matériel – y compris les puces, ces minuscules composants électroniques qui font office de cerveau des appareils électroniques – commence par une description en langage courant de ce que le matériel doit accomplir. Des ingénieurs spécialement formés traduisent ensuite cette description en langages de description matérielle (HDL), tels que Verilog, pour créer les éléments de circuit réels qui permettent au matériel d’effectuer ses tâches.

Dans cette étude, le LLM a été capable de produire un Verilog utilisable à travers un dialogue de va-et-vient. La fabrication de la puce qui a suivi comprenait les tests et le processeur, utilisant un type spécifique de service de fabrication de semi-conducteurs.

La conception de matériel atteint un nouveau jalon

Cette étude a abouti à ce que nous croyons être le premier HDL entièrement généré par IA envoyé pour fabrication en une puce physique, » a déclaré Hammond Pearce de la NYU Tandon, professeur assistant de recherche et membre de l’équipe de recherche. « Certains modèles d’IA, comme ChatGPT d’OpenAI et Bard de Google, peuvent générer du code logiciel dans différents langages de programmation, mais leur application en design matériel n’a pas encore été largement étudiée. Cette recherche montre que l’IA peut aussi bénéficier à la fabrication de matériel, surtout lorsqu’elle est utilisée de manière conversationnelle, où on peut avoir une sorte de va-et-vient pour perfectionner les designs.« 

Vers une démocratisation de la conception de puces ?

L’équipe de recherche de la NYU Tandon a utilisé des LLM pour travailler sur 8 exemples de design matériel, spécifiquement en générant du code Verilog à des fins fonctionnelles et de vérification, avant de se concentrer sur la fabrication de puces pour une étude de cas approfondie.

Selon les chercheurs, si cette méthode était mise en œuvre dans des contextes réels, l’utilisation de conversations LLM dans la fabrication de puces pourrait réduire les erreurs humaines dans le processus de traduction HDL, contribuer à des gains de productivité, réduire les temps de conception et de mise sur le marché, et permettre des designs plus créatifs.

Le processus qu’ils ont développé pourrait également supprimer le besoin de compétence en HDL parmi les concepteurs de puces, une compétence assez rare qui représente un obstacle significatif pour les personnes qui cherchent ce type d’emploi.

Des considérations de sécurité à évaluer

Davantage de tests sont nécessaires pour identifier et traiter les considérations de sécurité liées à l’utilisation de l’IA pour la conception de puces, ont souligné les chercheurs.

Avec l’adoption de la loi CHIPS Act en août 2022, les États-Unis cherchent à stimuler la recherche et la fabrication domestique de puces semi-conductrices. Selon la Semiconductor Industry Association, les États-Unis ne représentent actuellement que 12% de la capacité de fabrication mondiale de semi-conducteurs, et les pénuries de puces lors de la pandémie de COVID ont entravé la disponibilité de nouvelles voitures et d’autres appareils dépendants des puces.

Pour aller plus loin

La réalisation des chercheurs de la NYU Tandon School of Engineering représente une avancée significative qui pourrait, à terme, révolutionner le secteur de la conception de microprocesseurs. L’utilisation d’une IA conversationnelle pour générer du code Verilog exploitable promet de nombreux avantages, comme l’augmentation de la productivité, la réduction des erreurs et une plus grande créativité. Toutefois, il reste encore à évaluer les implications en termes de sécurité de l’utilisation de l’IA dans ce domaine. Comme toujours, l’innovation doit être équilibrée avec la prudence.

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