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工程研究人员近期有一重大发现：人工智能在处理复杂的无线芯片设计任务时，展现出了令人惊叹的高效。同样的工作，要是交给人类来做，得耗费好几周时间，而人工智能只需短短几小时就能完成。更令人诧异的是，人工智能不仅效率超高，它所设计出的芯片性能还比现有的芯片更强。其设计思路更是独特得超乎想象——人类电路设计师根本想不到这样的方法。这一成果刊登在2024年12月30日的《自然通讯》期刊上，着实给人带来了全新的震撼。
此次研究聚焦于毫米波无线芯片，由于其复杂度以及小型化的要求，一直是制造商面临的棘手难题。大家或许在手机的5G模块中已经见到过它们的身影。通常情况下，厂商依靠人类经验、定制设计以及一些旧模板来逐步打造芯片。优化过程极为缓慢且艰难，基本上是通过反复试错来推进，因为芯片内部的运行机制常常复杂到就连设计者自己都难以完全理解。所以，大家往往倾向于谨慎地沿用过去行之有效的套路，一步步进行调整。
然而，普林斯顿工程学院与印度理工学院的研究团队突发奇想：能否让基于深度学习的人工智能采用一种“逆向设计法”来开展这项工作呢？这种方法是先确定想要达成的结果，然后让算法自行去思考输入和参数该如何设置。事实证明，这个想法堪称绝妙。
人工智能的独特之处在于，它将每个芯片视为一个完整的整体，而非简单地拼凑一堆现成的零件。这也就意味着，那些尚未被人们完全理解、可能还存在低效设计的传统模板，直接被它摒弃不用了。最终设计出来的芯片结构是什么样的呢？用研究带头人、Princeton电气与计算机工程学教授Kaushik Sengupta的话来形容，就是“形状好似随意捏成的”，人类根本无法看懂。
他们把人工智能设计的芯片制作出来进行测试，结果令人大为震惊，其性能直接远超现有的设计。Sengupta的团队发现，这些“奇特芯片”不仅能够正常使用，还能轻松突破传统的极限。
这是否意味着以后复杂的芯片设计都可以完全交给人工智能了呢？Sengupta赶忙澄清：“并非如此简单。”他坦言，人工智能的作品中仍存在一些隐患，还得依靠人类设计师来解决后续问题。比如，算法给出的不少设计根本无法实际应用，这有点类似于当下生成式人工智能常常出现的“幻觉”问题。“我们的目标并非让工具取代人，而是借助新工具使人能够把工作完成得更好、更快。”他说道。
这种方法带来的益处还不止于此。人工智能迭代设计的速度快得惊人，简直为芯片定制开辟了一扇全新的窗口。比如说，有的芯片可以侧重于节能，有的追求极致性能，还有的能够拓展频率范围，任由用户选择。要知道，无线芯片的需求正不断攀升，小型化的压力也日益增大，这项研究无疑是朝着正确方向迈出的关键一步。
Sengupta对未来满怀期待。他认为，如果团队的方法能够推广到电路设计的其他领域，整个电子行业的格局都可能会被改写。“这仅仅是冰山一角，未来的潜力不可限量。”他说这话的时候，眼中仿佛闪烁着光芒。
本文译自Live Science，由BALI编辑发布。
