צוות חוקרים מ- NYU הצליח לפתח מעבד בעזרת שיחה עם ChatGPT

צוות חוקרים מאוניברסיטת ניו יורק (NYU) עשה את הבלתי אפשרי לכאורה: הם הצליחו לתכנן שבב ללא שפת הגדרת חומרה תוך שימוש באנגלית פשוטה בלבד – וההגדרות והדוגמאות שבתוכה שיכולות להגדיר ולתאר מעבד העשוי ממוליכים למחצה. הצוות הציג מה ניתן לעשות בעזרת יכולה ההמצאה האנושית, הסקרנות והידע הבסיסי תוך סיוע ביכולת הבינה המלאכותית של ChatGPT.

אמנם מפתיע, אבל הצוות לא רק תכנן אלא גם דאג ליצר את השבב; זה היה בנצ'מרק, וזה עבד. השימוש של שני מהנדסי החומרה באנגלית פשוטה בלבד הוכיח עד כמה ChatGPT יכול להיות בעל ערך משמעותי בפיתוח שבבים.

השבב שתוכנן על ידי צוות המחקר ו-ChatGPT לא היה מעבד ברמה של מעבדי אינטל או AMD אבל הוא היה חלק ממכלול של מעבד שיצר ארכיטקטורת מיקרו-מעבד חדשנית מבוססת על 8 סיביות. מדובר בחלק המשמש לאחסון תוצאות חישובי ביניים עד להשלמת החישוב ראשי והוא בד"כ מפותח כחלק בלתי נפרד מהאופן שבו מעבדים עובדים.

בדרך כלל, צוותים עובדים במספר שלבים כדי להביא שבב לתכנון וייצור; שלב אחד כזה קשור לתרגום ה"אנגלית הפשוטה" שמתארת את השבב ויכולותיו לשפת מתאר חומרה (HDL) (כגון Verilog), המייצגת את הגיאומטריה, הצפיפות והפיזור הכללי של האלמנטים השונים בתוך השבב שנדרש עבור המסכה עצמה.

בהיותו של ChatGPT מכונה לזיהוי תבניות (בדיוק כמו בני אדם – למרות שגם שנינו קצת יותר מזה), זה עוזר מדהים עם שפות מכל סוג: ווקאלי, כתוב, ובמיוחד כאן מבוסס חומרה. ChatGPT איפשרה למהנדסים לדלג על שלב ה-HDL, שאמנם מרשים, אך חייב להשאיר מומחי הנדסת HDL מעט עצבניים. במיוחד מאחר שהחוקרים אמרו שהם מצפים לפחות שגיאות שנגרמו על ידי אנוש בתהליך תרגום HDL . בפועל השימוש ב- ChatGPT  תרם לפרודוקטיביות, קיצר את זמן התכנון ואת זמן היציאה ליצור ואיפשר תכנונים יצירתיים יותר.

"אנחנו מעוניינים לדעת עד כמה הדגמים טובים", אמר ד"ר האמונד פירס אשר ריכז את המחקר באונב' Tandon. "הרבה אנשים מסתכלים על הדגמים האלה ואומרים, 'הדגמים האלה הם רק צעצועים, באמת'. ואני לא חושב שהם צעצועים. הם עדיין לא בכל מקום, אבל הם בהחלט יהיו, וזו הסיבה שעשינו צ'יפ צ'אט – כמעט כמו הוכחה לקונספט".

דבר אחד שקצת יותר מדאיג (או נתון לוויכוח, לפחות) הוא הרצון לבטל את הצורך בשטף HDL בקרב מתכנני שבבים. בהיותו תחום מיוחד ומורכב במיוחד, זוהי מיומנות נדירה יחסית שקשה מאוד לשלוט בה.

"האתגר הגדול בשפות תיאור החומרה הוא שלא הרבה אנשים יודעים איך לכתוב אותן", אמר ד"ר פירס. "די קשה להפוך למומחה בהם. זה אומר שעדיין יש לנו את המהנדסים הכי טובים שלנו שעושים דברים פשוטים בשפות האלה, כי פשוט אין כל כך הרבה מהנדסים שיעשו אותם".

כמובן, אוטומציה של חלקים מהתהליך הזה תהיה מבורכת. זה יכול להקל על צוואר הבקבוק האנושי על ידי האצת מומחים שכבר קיימים, גם כאשר מצטרפים מהנדסים חדשים ומוכשרים. אבל יש סיכון להפעיל את המיומנות הזו לחלוטין במכונה מבוססת תוכנה  (שיכולה להיות מותקפת ע"י תוכנות זדוניות ובקישוריות לשרת בענן (במקרה של ChatGPT).

החוקרים השתמשו במודלים מסחריים וזמינים לציבור של שפות גדולות (LLMs) כדי לעבוד על שמונה דוגמאות לתכנון חומרה, תוך כדי עבודה דרך הטקסט הפשוט באנגלית לעבר המקבילה שלו Verilog (HDL) באינטראקציה חיה הלוך ושוב בין המהנדסים ל-LLM.

"מחקר זה הביא למה שאנו מאמינים שהוא ה-HDL הראשון שנוצר במלואו ע"י בינה מלאכותית ונשלח לייצור שבב פיזי", סיכם פירס.