NVIDIA Dùng AI Thiết Kế Chip: Từ 80 Tháng Công Việc Xuống 1 Đêm
Trong một cuộc đối thoại gần đây tại GTC, Giám đốc Khoa học của NVIDIA - Bill Dally - đã chia sẻ những thông tin gây sốc về cách "Đội Xanh" đang ứng dụng trí tuệ nhân tạo để tự động hóa các công đoạn phức tạp nhất trong thiết kế chip. Một quy trình từng tiêu tốn hàng nghìn giờ làm việc của các kỹ sư hàng đầu giờ đây có thể hoàn thành chỉ trong một giấc ngủ.
NB-Cell: Khi 80 tháng công việc gói gọn trong một đêm
Một trong những ví dụ điển hình nhất mà Bill Dally đưa ra là công cụ NB-Cell. Trước đây, mỗi khi NVIDIA chuyển sang một tiến trình bán dẫn mới (ví dụ từ 5nm sang 3nm), họ phải chuyển đổi (port) toàn bộ thư viện tế bào tiêu chuẩn (standard cell library) gồm khoảng 2.500 đến 3.000 tế bào.
Công việc này thường cần một đội ngũ 8 chuyên gia làm việc liên tục trong 10 tháng (tương đương 80 tháng-người). Tuy nhiên, với NB-Cell – một công cụ dựa trên học tăng cường (reinforcement learning) – NVIDIA hiện có thể hoàn thành công việc này chỉ trong một đêm trên duy nhất một GPU. Đáng kinh ngạc hơn, kết quả mà AI đưa ra thường vượt trội hơn con người về cả kích thước tế bào, mức tiêu thụ điện năng và độ trễ.
Vượt qua tư duy logic thông thường của con người
Không chỉ dừng lại ở việc tiết kiệm thời gian, AI của NVIDIA còn đang tìm ra những giải pháp thiết kế mà con người chưa từng nghĩ đến. Công cụ Prefix RL của hãng đã tối ưu hóa các chuỗi cộng (carry lookahead chain) bằng cách đưa ra các sơ đồ bố trí (layout) hoàn toàn mới lạ.
Kết quả là các thiết kế do AI thực hiện cải thiện các chỉ số quan trọng từ 20% đến 30% so với những thiết kế tốt nhất của con người. Điều này cho thấy AI không chỉ bắt chước con người mà còn có khả năng khai phá những không gian thiết kế nằm ngoài trực giác thông thường.
ChipNeMo và BugNeMo: Những "Gia sư AI" cho kỹ sư trẻ
NVIDIA cũng triển khai các mô hình ngôn ngữ lớn (LLM) nội bộ như ChipNeMo và BugNeMo, được huấn luyện dựa trên kho tài liệu thiết kế và kiến trúc GPU khổng lồ của hãng qua nhiều thập kỷ.
Thay vì phải liên tục làm phiền các kỹ sư cấp cao (senior) để hỏi về cách vận hành của một khối chức năng cụ thể, các kỹ sư trẻ (junior) giờ đây có thể truy vấn trực tiếp mô hình AI. Điều này không chỉ giúp đẩy nhanh quá trình đào tạo nhân sự mà còn giúp các chuyên gia dày dạn kinh nghiệm tập trung vào những vấn đề sáng tạo quan trọng hơn. AI cũng hỗ trợ tóm tắt báo cáo lỗi (bug) và tự động phân loại chúng cho đúng bộ phận xử lý.
Dù Bill Dally thừa nhận rằng việc thiết kế chip tự động hoàn toàn từ đầu đến cuối (end-to-end) vẫn còn là một chặng đường dài, nhưng những gì NVIDIA đang thực hiện đã chứng minh một thực tế: AI đang trở thành kiến trúc sư thực thụ của chính thế hệ phần cứng tương lai.
