Floorplan: Google erstellt Chip-Design per KI

Um die vielen Teile auf einem Chip richtig anzuordnen, könnte künftig auch KI helfen - auch für KI-Chips, wie Google nun zeigt.

Artikel veröffentlicht am 10. Juni 2021, 13:55 Uhr, Sebastian Grüner

Google erstellt seine KI-Chips jetzt mit Hilfe von KI schneller als Menschen. (Bild: BEN STANSALL/AFP via Getty Images)

Einer der derzeit wohl aufwendigsten Schritte bei der Herstellung von Chips ist das Erstellen des sogenannten Floorplans, also das für ein Design tatsächlich angestrebte physische Layout. Diese teils wochen- oder gar monatelangen Iterationen mit menschlicher Arbeit will Google nun aber offenbar mit Hilfe von Machine-Learning-Modellen beschleunigen und auf wenige Stunden reduzieren.

In einer dazu von Google veröffentlichten Untersuchung in der Fachzeitschrift Nature schreibt das Team dazu, dass dieser Arbeitsschritt trotz jahrzehntelanger Forschung der Automatisierung getrotzt habe. Den Beteiligten sei es nun aber gelungen, mit Hilfe der KI einen Chip-Floorplan in nur sechs Stunden zu erstellen, der vergleichbar oder gar besser sei als jene, die durch Menschen erstellt werden.

Das Problem beim Erstellen des Floorplans ist es, dass moderne Chips aus Dutzenden verschiedener Blöcke bestehen, die wiederum in einzelne Komponenten und letztlich auch Logik-Gates unterteilt werden können. Für den fertigen Chip müssen diese so angeordnet und miteinander verbunden werden, das etwa die Leistungsaufnahme, Leitungslänge und auch die Chipfläche selbst optimiert werden.

Dieser Vorgang wird zwar inzwischen durch einige technische Werkzeuge vereinfacht, aber immer noch durch Menschen in einer langen Iterationsphase ausgeführt. Dabei muss dann teilweise auch das Design der Komponenten selbst wieder angepasst werden, was zusammen sehr viel Arbeitszeit benötigt.

Erste Ideen dazu hatte Google bereits vor einem Jahr veröffentlicht und diese nun deutlich weiter verbessert. Der in dem Nature-Artikel beschriebene Ansatz sei dafür genutzt worden, eine neue Generation der sogenannten Tensor Processing Units (TPUs) zu erstellen. Damit beschleunigt Google seine KI-Modelle in seinem Cloud-Angebot. Google geht aber davon aus, dass sich das Konzept für sämtliche Asics eigne.