剛剛釋出新款摺疊屏手機的三星，又搞了個大新聞：

下一代手機晶片將使用 AI 來設計。

據外媒《連線》的報道，三星將使用新思科技（Synopsys）提供的 AI 功能 ——DSO.ai—— 來設計下一代 Exynos 處理器。

Exynos 晶片在三星的智慧手機、平板電腦中都有使用（主要是韓國與歐洲市場），並且還有少量提供給國產手機廠商使用。

新思科技是全球最大的晶片設計軟體（EDA）供應商之一，這家公司的董事長表示，DSO.ai 是第一個用於處理器設計的商業 AI 軟體。

受 AlphaZero 啟發的 AI 設計師

AI 設計晶片並非將工作全部交給 AI，而是使用強化學習自動搜尋設計空間，尋求最佳解決方案。

這就要簡單說一說晶片的設計流程。

首先，一款晶片要先完成其邏輯設計部分，這部分由人類工程師完成。之後開始進行佈局走線設計，也就是確定每個電晶體的放置位置以及它們如何連線。

而現代晶片一般有數十億乃至上百億個電晶體，設計佈局和測試通常需要幾個工程師花費 20~30 周才能完成。

面對“無數種”選擇，最終的佈局設計需要達到效能、功耗和麵積（即 PPA）三個目標之前的權衡。

這個“無數種”到底有多大呢？反正比 AlphaGo 下圍棋還要複雜得多。圍棋的搜尋空間大約有 10³⁶⁰個狀態，而晶片設計可能包含 10⁹⁰⁰⁰⁰種可能性。

工程師對不同的設計將如何晶片具有一種本能的理解，但是這種理解很難寫成計算機程式碼，但卻和強化學習有著異曲同工之妙。

強化學習通過獎勵或懲罰來訓練演算法，DSO.ai 則受到 AlphaZero 的啟發。

AlphaZero 通過 AI 自我博弈來學會下圍棋、國際象棋，DSO.ai 通過電腦生成的大型資料流學習如何做出優化決策，在學習的過程中以更短時間找到更可靠的設計方案。

△谷歌用 AI 找到了人類工程師（a）更好的晶片佈局（b）

DSO.ai 對設計速度的提升效果明顯，新思科技說，這項工具在一些情況下將晶片頻率提高了 18%，功耗降低了 21%，同時將工程時間從六個月縮短到了一個月。

△DSO.ai 在不同晶片設計中對效率的提升

而且 AI 還會不斷自學提高能力，從一個專案中獲得的經驗會被保留下來，用於未來的晶片設計工作。

國外遍地開花，國內尷尬

除了新思科技外，一些公司也在研究自己的晶片設計 AI 工具，其中最知名的就是谷歌和英偉達。

去年 4 月，谷歌團隊 arXiv 釋出了一篇論文，表示在 6 小時內，AI 可以生成與人類相當或者更強的晶片設計結果，最終這篇論文於兩個月前正式發表在 Nature 上。

谷歌現在正將 AI 用於設計下一代 TPU。英偉達也將使用 GPU 來優化下一代 GPU 設計。

據傳聞，谷歌的下一款智慧手機 Pixel 6 的自研晶片也可能是使用 AI 來完成輔助設計，不過谷歌發言人拒絕對此發表評論。

另外，另一家 EDA 廠商 Cadence 也與近期推出了 AI 設計工具。

國外晶片軟體技術遍地開花，而中國晶片廠商則面臨著尷尬的局面。由於市場上三大 EDA 軟體公司 Synopsys、Cadence、Mentor 均來自美國，且佔據著中國 95% 的市場份額。

美國一些政界人士呼籲將軟體加入出口管制清單，中國晶片企業可能面臨著軟體斷供的風險。

面對國產 EDA 軟體研發以及 AI 設計技術落地的不足，國內半導體行業仍然任重道遠。