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/

凡事可AI
半導體摩爾定律的瓶頸
也可以靠AI來解決?

#不知道有沒有業內人士的看法

為什麼台灣這麼強的科技島，卻無法讓 #半導體、#新創 快速交會？#Google前台灣董事總經理、現任 #iKala董事簡立峰:問題出在這...

Win’s Talk院長說今天繼續帶大家來聊聊5G與AI
想複習會計師採訪 
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相信大家除了選舉，最常聽到的應該就是5G、AI的新科技將如何顛覆我們的世界觀，但具體問你生活中有多少科技含量，這些技術將如何被應用於生活，恐怕沒多少人清楚，究竟這個即將到來的人工智慧時代，你應該具備什麼能力做什麼準備，才能不被取代甚是加以協作駕馭，今天就讓院長用三個面向，告訴你該如何應對！

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作者介紹：張宏裕
「新一千零一夜」說故事人 / 企業培訓顧問 /
　　
　　左腦理性思考寫論文；右腦感性抒懷寫散文。喜歡日昇月落情景，日中月中有影。喜歡喝咖啡品人生，閒中悶中有伴；喜歡淺酌微醺，酒中詩中有情。喜歡自彈自唱，風中雨中有聲；喜歡如歌歲月的老友、老歌、老照片，懷想鏗鏘歲月。
　　
　　擅長運用故事引導促動人心，演說深具啟發，旁徵博引領導管理學說，信手拈來舉陳最新實務案例。讓人如沐春風，心醉神搖，堪稱知識學習的流動饗宴。
　　
　　現任「將苑領導工作坊」、「故事方舟文創工坊」主持人。並擔任專案經理雜誌「領導，活用你的故事力」專欄作家、「今夜，我們來說故事」、「亮點一二三讀書會」廣播節目主持人、公務人力中心講座。受邀於「二〇〇五年中國首屆人力資源博覽會暨人力資源產業論壇」發表「團隊建立計分卡」專題演講。畢業於國立清華大學應用數學系、中央大學統計研究所。曾擔任臺灣固網業務處長、聯強國際資深產品經理、行政院主計處研究員等職務。
　　
　　開發「說故事的領導力」、「說故事行銷」、「當責與共好的執行力」、「問題分析與解決」、「激發靈感的自由書寫術」、「啟動創新思維，創造工作價值」、「因材施教的教練型領導力」、「人際溝通的影響力」、「時間管理與效率提升」、「顧客關係管理」、「壓力抒解與情緒管理」、「公眾表達的簡報技巧」等實用培訓課程。　


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各節重點：
00:49 人類對 AI 最深層的恐懼
02:01 AI 即將害我們失去工作？
03:22 當 AI 開始管理人類
04:52 AI 可以撫慰人心？甚至還可以當老師？
05:59 對 AI 感興趣的人有福了？
07:19 我們的觀點
08:20 提問TIME
08:33 掰比～別忘了訂閱

【 製作團隊 】
｜企劃：鯉鼬
｜腳本：鯉鼬
｜剪輯後製：絲繡
｜剪輯助理：絲繡 ＆ 范范
｜演出：志祺

——

【 本集參考資料 】
→ 維基百科：魔鬼終結者：https://reurl.cc/lrOK6
→ 了解人工智慧的第一本書：機器人和人工智慧能否取代人類？：https://reurl.cc/QAoQ2
→ 維基百科：2001太空漫遊：https://reurl.cc/QAoQq
→ 維基百科：機械公敵：https://reurl.cc/5WNAM
→ 維基百科：全面進化：https://reurl.cc/Elv9v
→ Kurzweil Accelerates Immortality Pledge From 2045 to 2029：https://reurl.cc/kYW6d
→ 工商社論》面對AI時代，個人、企業與國家都應轉型：https://reurl.cc/qAqEE
→ 機器取代人力！5年內7千萬人恐丟飯碗 世界經濟論壇：機器人創造雙倍就業機會！：https://reurl.cc/vOxYL
→ The Future of Jobs Report 2018：https://reurl.cc/AmlVY
→ 人工智慧對勞動就業的影響：https://reurl.cc/M5oav
→ These Are The Jobs That Will Be Safe From The Imminent Invasion Of Robots：https://reurl.cc/1AWdW
→ The Future Of Jobs: The Onrushing Wave：https://reurl.cc/eloej
→ 亞馬遜用AI判定：該開除哪位員工？：https://reurl.cc/zRkxQ
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→ AI機器人狂潮席捲全球 人工智慧時代正式來臨 T觀點 20170226 (1/4)：https://reurl.cc/Lrov4
→ 台灣「AI 原生世代」來了，政府攜手 Google、微軟推動高中職生 AI 扎根活動：https://reurl.cc/M5m1L
→ AI人才向下扎根 經濟部推動「高中職生AI扎根系列活動」 偕同台灣微軟與Google培育全臺千名高中職學生：https://reurl.cc/qAbzy
→ 臉書專頁：高中職生 AI 扎根系列活動：https://2030.tw/2kkflQ7
→ 和機器人共學 南市2年要設50間創新智慧學習教室：https://reurl.cc/Lrx1L
→ 自由時報照片：https://reurl.cc/QAlpM
→ 中小學首部AI教材 教案下月公布：https://reurl.cc/jZ47p
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→ 影／台灣第一　南科實中獲頒夏威夷學生大使殊榮：https://reurl.cc/O3aqX
→ 南科 AI_ROBOT 自造基地：https://reurl.cc/YN56n
→ Top 9 ethical issues in artificial intelligence：https://reurl.cc/4eDm2
→ 歐盟公布初步 AI 道德準則，執委會副主席：只有獲得信賴，社會才能充分受益於技術：https://reurl.cc/m5bqM


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