摩爾定律的瓶頸,未來會靠「AI 設計晶片」突破
TO 精選觀點2021-08-26
【為什麼我們要挑選這篇文章】晶片尺寸逐漸逼近物理極限,市場皆在討論,摩爾定律是否走到極限。然而隨著 AI 晶片設計技術的發展,摩爾定律會交由 AI 來延續。但未來晶片設計工程師會失業嗎?還是工程師會與 AI 協作,推動晶片設計邁進人工智慧時代?(責任編輯:郭家宏)
AI 設計的晶片,性能十年內將提高 1,000 倍。
作為 Synopsys 執行長、晶片設計自動化的先驅之一,Aart de Geus 在 Hot Chips 在線晶片大會上表示,現在人工智慧設計的晶片,性能可能會在未來十年內提高 1,000 倍。
自 80 年代以來,自動化一直都是晶片設計的一部分。但現在,每兩年晶片性能翻一倍的「摩爾定律」似乎已經達到了瓶頸。要突破這個瓶頸,最好的辦法或許就是你我都熟知的:人工智慧。
一篇刊登在 Nature 上的文章指出,經過訓練的機器學習系統,在晶片設計上的表現超過人類。
不少晶片架構師都擔心自己的飯碗未來會被 AI 搶走。不過 De Geus 卻認為,晶片架構師不僅不會下崗,還會轉移到產業鏈的上遊,比現在負責更多任務。
Synopsys 從去年開始就使用 AI 來設計客戶的晶片,與人工設計的晶片相比有了相當大的改進。目前,三星也正在使用 Synopsys 的工具 DSO.ai 來設計 Exynos 晶片。而它的競爭對手 Cadence Design Systems 也在今年推出了自己的人工智慧晶片設計專案。
用 AI 設計晶片,有望打破摩爾定律的瓶頸
De Geus 在 1986 年創立了 Synopsys,一家電子設計自動化(EDA)軟體公司。憑借多年尖端半導體設計經驗,Synopsys 利用這個寶貴的資產制作了第一代 AI 晶片軟體 DSO.ai。
要超越摩爾定律,就要利用 AI 來解決複雜性、功耗和擴展要求,最終實現 1,000 倍性能的目標。
「機器學習出現在我們使用的每一種工具中,這個設計空間優化(DSO)的新工具的不同之處在於,它不適用於單個設計步驟,而是適用於整個設計流程。」
這就是 Synopsys 採用的自主晶片設計方法,從綜合方法進行晶片設計,而不僅僅是晶片布局。
晶片設計的一個早期步驟是 floor planning,其確定了晶片的尺寸、標準單元的排列形式、IO 單元及宏單元的位置、電源地網絡的分布等。
由於宏單元潛在配置數量巨大(約為 10^2500),規劃就會變得非常複雜,而且隨著邏輯電路設計的發展,還需要進行多次疊代。如果每次疊代都由人類工程師手動生成,就要耗時數天或數週。
但如果用 AI 設計晶片,它就能夠利用強化學習,優化晶片的功率、性能和面積大小。還能解決針對特定應用程式以及系統的所有維度的快速定制晶片:硬體(物理)、軟體(功能)、可製造性和架構(形式)。
隨著 AI 接管更多任務,以往負責設計少量電晶體的工程師,現在可能負責設計更大晶片中的 10 億個電晶體。
這樣就能夠在更短的時間內設計出更快的晶片,改變晶片的架構,將晶片性能提高 10 倍、100 倍甚至是 1,000 倍。
Google、NVIDIA 正在用 AI 設計晶片
與使用最先進設計工具的世界一流設計團隊相比,DSO.ai 能夠將功耗降低 25%,性能是當下最好的 AI 晶片設計工具的 5 倍。
而在未來的 AI 晶片設計時代,晶片能夠根據各個垂直行業進行設計。
面對特定專案的差異化需求,DSO.ai 可以用來優化輸入參數以及晶片設計工作流程的選擇。
工程師可以使用 DSO.ai 進行更多設計流程中的參數輸入,例如微調庫單元以提供最佳頻率或最低功率,採用現有平面圖並盡量縮小晶片尺寸,確定多高的工作電壓會實現功耗與性能的最佳權衡等。
全球「缺晶片」,雖然說不少產業都受到影響,但人們也深刻認識到了晶片的重要性。晶片雖小,但卻是一個重要的基礎設施。
除了 Synopsys,Google、NVIDIA 也開始嘗試使用人工智慧技術設計晶片。Google 的 TPU(張量處理單元)晶片即將發布新版本,優化了人工智慧計算。目前 NVIDIA 也專注於使用 AI 技術生產更好的 GPU 和雲端運算 TPU 平台,以增強自身競爭力。
晶片設計的工程師不會失業。而人工及 AI 相結合的設計思路將會推動晶片設計邁進人工智慧時代。
附圖:人類設計的晶片平面圖(a)與機器學習系統生成的平面圖(b)
摩爾定律逐漸扁平,晶片設計重任落到了 AI 肩上。
在晶片設計的新時代,自動化大不相同。
晶片定制會更普遍
資料來源:https://buzzorange.com/techorange/2021/08/26/ai-sustain-moore-law/
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美國大概是世界上最有名的隨時會出賣你的好朋友了,從越南到阿富汗,哪個不是好朋友,但當了好朋友之後還是要隨時小心美方忽然決策改變啊!今天就來談一談美方最近的狀況吧! FT 美國德州Sam Houston州立大學政治系副教授
先來看看最近的一個跟美方全力配合現在命懸一線的好例子,阿富汗。根據自由時報的報導:【阿富汗激進組織「神學士」(Taliban,或譯塔利班)目前在與政府軍的爭鬥中暫居上風,並握有國內大部分領土。阿富汗總統加尼(Ashraf Ghani)今日表示,這要歸咎於美國「突發」的撤軍決定,不過他的政府已制訂好計畫,會在6個月之內將情勢制於掌握之下。《路透》報導,加尼在國會演說提到,「當前的情況是因為國際部隊突然撤軍的決定」、「近三個月以來,我們遭遇了始料未及的狀況」。】當然我們可以說被放棄會不爽天經地義,但包含了前任駐阿最高指揮官和曾經在阿富汗服役的暢銷書作者,都提到了一個問題,阿富汗的美軍協力者怎麼辦?當年美軍撤離南越時,一併疏散了十三萬名的美軍協力者,讓他們可以入境美國,免於他們被越共秋後算帳。但當年用的主要是船隻,這次阿富汗的這些翻譯、工程師、人道工作者至少有超過七萬名,如果要靠空運,將會超過二次世界大戰以後突破柏林封鎖的大規模空運,美軍做得到嗎?已經有阿富汗翻譯單純只是被塔利班哨所發現身分就被斬首了,這七萬名美軍協助者怎麼辦?
根據周天瑋的投書,【整整50年前的7月份,美國總統尼克森的策士,國家安全事務顧問季辛吉秘訪北京,安排尼克森在第二年破冰造訪,並發表美中聯合公報,使出了美國冷戰時期劃時代的「聯中制蘇」三角戰略。當時熟讀歷史的季辛吉向尼克森說了一席話,凡是研究外交和戰略,不可不知。他向尼克森冷峻預言:「再20年,你的後繼人如果和你一樣有智慧,便會傾向於利用俄羅斯去對付中國,…,[美國]必須絲毫不帶情緒地去打這場均勢賽局。可眼前,我們需要拿中國去糾正俄羅斯、制約俄羅斯。」(見《華盛頓郵報》2016.12.14)】但是普丁也不是省油的燈,既然知道自己戰略地位又有改變,美方想要更加利用俄羅斯,經濟上一直積弱不振的俄羅斯會這麼簡單就被美國利用嗎?
根據科技新報的報導:【阿曼灣的緊張局勢升溫,要從上週的海運襲擊事件開始說起。
7 月 29 日,一艘賴比瑞亞籍、以色列公司管理的油輪「莫瑟街號」(MV Mercer Street),在沒有裝載原油或石油產品的情況下駛離阿曼灣,過不久卻遭到裝有爆炸物的無人機襲擊,造成一名英國人和一名羅馬尼亞人死亡,英國、美國和以色列均指責是伊朗操縱無人機襲擊油輪,伊朗則矢口否認。
除了 Asphalt Princess 遭到挾持之外,還有 4 艘郵輪的狀況不明確。根據 Refinitiv 船舶追蹤數據,3 日在阿聯酋和伊朗之間的海域,至少有 5 艘船舶將其自動追蹤系統(AIS)的狀態更新為「不受指揮」,這種狀況代表著因為特殊狀況,船舶無法進行操縱。
美聯社也報導,3 日至少有 4 艘船在阿聯酋海岸外廣播警告,說失去對轉向的控制。據悉,這 4 艘船分別為 Queen Ematha、the Golden Brilliant、Jag Poofa 和 Abyss。】但特別的是,伊朗外交部完全否認有這件事情,以色列卻不斷的提高對立,背後倒是甚麼原因?
另外,根據中央社的報導:【美韓聯合軍事演習預計在8月舉行,北韓領導人金正恩胞妹、勞動黨副部長金與正今天透過官媒表示,若美韓執意要舉行聯合軍演,可能讓南北韓關係再度蒙上陰影,「會密切留意南方的決定」。韓聯社報導,金與正今天透過官媒中央通信社(KCNA)發表談話,表示「最近幾天一直聽到南韓軍隊與美軍聯合軍事演習將按規劃舉行,這種令人心情很差的消息」,顯示北韓當局仍保持與先前相同立場,要求美韓停辦聯合軍演。】北韓不爽美國大家應該都習慣了,但問題是這對文在寅來說難道會影響他的兩韓一統美夢嗎?還是這美夢本來就不存在?
然後曾任CIA東亞和南亞海外工作站站長的退休人員David Sauer在THEHILLS上面投了一篇書。標題看起來還好,【The US cannot allow China to think it will abandon Taiwan】,美國不能讓中國以為它會放棄台灣。但內文卻提到台灣應該增加兵力,在城市、下水道和山區持續作戰,進行“焦土”政策,讓中國贏了台灣也得不到東西...翁P大為震怒,說這又不是你家,你才全家焦土戰術咧,這到底是安得甚麼心啊?順帶一提,美國眾議院提案政府單位不買含有台灣的中國地圖,參議院會過嗎?
https://thehill.com/opinion/national-security/565618-the-us-cannot-allow-china-to-think-it-will-abandon-taiwan
另外,這也是彭博社的消息,美國商務部公開表示..減少對台灣晶片的依賴,美國一直說支持台灣,但是台灣真的可以讓美國不能不支持的原因,在於半導體產業,可是現在美國卻默默的降低依賴...甚至他們五百二十億美金的半導體計畫可能只提供給總部在美國的企業,日後台灣護國神山還能夠有這麼大的話語權嗎?
https://www.bloomberg.com/news/articles/2021-07-28/biden-to-decide-on-grants-to-foreign-chipmakers-raimondo-says
根據自由時報的報導:【根據日經新聞報導,由於美中貿易戰越演越烈,增添晶片的地緣政治風險,有日本專家建議,日美應共同設立先進半導體研究所,在日本進行晶片設計,並交由美國廠商製造,以擺脫當前過度依賴台灣供應晶片的情況。提出這個構想的包括前日本防衛省次官西正典(Masanori Nishi),以及美國在日智囊組織鮑爾亞洲集團(BGA)的成員;BGA是華府智庫戰略暨國際研究中心(CSIS)在東南亞設立的分支機構。】但不只日方這樣提案,美國的商務部長也沒有在客氣的,也是根據自由時報的報導:【美國商務部長雷蒙多(Gina Raimondo)28日表示,由於地緣政治的風險,美國希望減少對台灣晶片的依賴,將透過520億美元的半導體扶植計畫,補助歐盟等外國晶片生產商。】
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10:00 阿富汗直指美國不夠意思
29:00 聯俄抗中?拜登與俄羅斯轉趨強硬
41:00 國民黨黨魁戰 解析江朱
55:00 美方怎看國民黨/柯文哲?
01:06:00 中東局勢-伊朗.以色列
01:12:00 美韓8月聯合軍演 金與正:南北韓關係再度蒙上陰影
01:23:00 前任CIA亞洲事務官員投書 台灣應考慮焦土政策
01:27:00 美方將減少對台灣晶片的依賴
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也趁這次 Avier 贊助和提供優惠,大概講一下孔位演進和線材認證的差異。不過一看才發現市面上的 HDMI 線真的一堆沒認證,就算有認證的品牌也給你搞無認證版本另外降價賣,實在佩服。大家眼睛就睜大一點,避免買到雷線嚕 ~!
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➥ 外觀規格
00:00 前情提要
00:33 外觀設計
01:23 遙控器
01:32 顯示規格
➥ 連線輸入
03:37 接孔規格
04:26 Avier HDMI ULTRA 認證線
➥ 軟體系統
06:37 SmartCast
08:10 系統功能
09:03 影像規格檢驗
09:25 ProGaming Engine
09:50 音源解碼
➥ 心得總結
10:31 心得總結
::: Vizio P75QX-H1 量子電視 規格 :::
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我念的是中字備的機械所,由於研究所有自學一些數位IC設計的知識
覺得有興趣於是下定決心找IC設計的工作
前前後後找了快四個月,面試了十多家,終於讓我找到,以下是面試心得
1.迅宏 Baseband IC設計工程師
在旺宏大樓裡面,旺宏分出來的子公司,主要產品是手機,
由處長和經理面試,問論文的東西
還有用Verilog描述計數器,並把所寫的verilog畫成邏輯閘電路
由於不會畫所以沒上..所以回去狂synthesis的書
由於手機晶片很多家都在做,所以我問了那公司要怎麼跟大廠競爭
他們說所鎖定的客戶群跟大廠不一樣,所以還蠻有發展性的
不曉得是不是這樣?我也不太清處?!!
2.偉詮電子 IC設計工程師
這家主要做電視,LCD driver等等的IC
由處長面試,問了論文的東西,然後叫我除頻器
由於除頻器不會寫,所以一直被酸說這麼基礎的東西都不會
不能說會寫verilog,結果當然沒上...回去看除頻器如了寫!!
不過上版上看大家不太推這家?不知道為啥?
3.康銘華銘華 數位IC設計工程師
這家公司是外商公司去了兩次,第一次由兩個工程師面試,問論文並介紹公司的產品
主要是做LCD影像處理的IC,他們說台灣這領域最賺錢的晨星也有做
聽起來好像還蠻有發展性
不過工程師沒辦法覺得所以叫我去第二次面試由經理面試
竟然沒辦法決定應該要等經理在時面試不是比較好嗎?多跑一趟很累
經理面試看看我的論文背景就結束...結果沒上
4.誠致科技 通訊IC設計工程師
這家公司是工研院育成中心,主要做的是ADSL晶片
面試主管說育成中心跟一般的公司沒兩樣,只是借工研院的辦公室
他看我不是本科系,所以問了一些很基礎的問題,我也都答對
由於ADSL晶片設計門檻高,國內又很少公司在做,所以很有發展性
所以我大推這家公司,不過結果沒上
5.亞睿 IC Verification工程師
這家主要做EDA Tool還有幫人寫testbench的工作
面試只是問些論文和一些基本的問題
自認回答的不錯,不知為啥沒錄取!
主管說這裡有很多台大電子EDA組的學生來這邊打工
說有跟學校合作可以去上課,還說做EDA競爭力比做IC來的好
不容易被取代等等!結果沒上!!
6.達盛電子 數位IC設計工程師
主要是做無線通訊的產品,工作內容baseband IC設計
經理說這家公司很操常要工作到半夜,而且現在沒賺錢
所以錢不會發的很多,不過他說這領域很有發展性
值得年輕人拼一下,面試沒問什麼,可能看到我的背景也無言吧!
結果沒上!
7.亮發科技 數位IC設計工程師
主要是做SD Card Controller IC,薪資福利一般
面試看到我的背景也沒問啥,結果草草就把我趕出公司
結果沒上!
8.智旺 數位IC工程師
力晶集團的公司,主要產品做Flash,好像要簽約2~3年,要常駐日本
主管問的問題是給波形-->verilog code -->畫出邏輯閘
不會寫所以沒上!
大致上這家公司應該還不錯!
9.揚智 IC設計自動化服務工程師
工作內容幫別人做synthesis timing power 驗證等等的工作
面試問了論文作啥?修過什麼課!!
還問我說如果IC設計工程師和IC設計服務工程師
你會選哪個?我說IC設計工程師,因為學到的東西比較不容易被取代
他說IC設計自動化服務工程師賺的錢也沒比IC設計工程師少
也不會很操,不懂為啥大家都選IC設計工程師
結果沒上.....
10.瑞昱 數位IC設計工程師
主要工作內容SOC驗證,面試問了兩題
第一題是他寫verilog code 要你畫出他寫的code的波形圖
這題寫出來了要懂得 a=b, a<=b的差別
第二題 一個數列為1+4+9+16+25+36+.....用verilog不能用乘法寫出來
第二題沒寫出來,不知道怎麼寫?????
面試完還會叫計程車送你去車站,還不錯的公司
可惜沒上
11.凌旭 數位IC設計工程師
這家公司是韓商主要做TFT LCD 時序控制IC,人數不多20人左右
面試問問論文和修課的東西,由於是外商所以薪水會比較多,沒股票之類的
而且要常到韓國出差,結果沒上...
12.我想科技 數位IC設計工程師
這家是鈺創投資,主要產品隨身碟,flash應用在UMPC上等等
面試問問論文修課之類的,結果沒上
13.聯傑 數位IC設計工程師
主要工作內容Design LAN(MAC、Switch、PHY)USB等IC
這家公司好像快上市上櫃,所以主管說大家都很拼很操
他說發展性還不錯!!面試沒問啥也是論文和修課
結果沒上...
還有幾家奕力,陞達,凌陽電通,創意電子,聯笙等等省略打累了!!
結論非本科系要找數位IC設計是很困難的
要數位邏輯,verilog,RTL Synthesis,STA的基礎知識看熟
再加上要有肯訓練你的公司才有可能錄取
要靠點實力也要有點運氣
不過堅持下去不要放棄就會有機會!!!
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