Uma equipe de pesquisadores da New York State University (NYU) fez o aparentemente impossível: eles projetaram com sucesso um chip semicondutor sem linguagem de definição de hardware. Usando apenas inglês simples – e as definições e exemplos dentro dele que podem definir e descrever um processador semicondutor – a equipe mostrou o que a engenhosidade humana, a curiosidade e o conhecimento básico podem fazer quando auxiliados pelas proezas da IA do ChatGPT.
Embora surpreendente, vai além: o chip não foi apenas projetado. Foi fabricado; foi comparado e funcionou. O uso do inglês simples pelos dois engenheiros de hardware mostra o quão valioso e poderoso o ChatGPT pode ser (como se ainda tivéssemos dúvidas, após o número de coisas inspiradoras que ele já fez).
O chip projetado pela equipe de pesquisa e pelo ChatGPT não era um processador completo; nada se compara a um processador Intel ou AMD como os da nossa lista de melhores CPUs. Mas é um elemento de toda uma CPU: a lógica responsável por criar uma nova arquitetura de microprocessador baseada em acumulador de 8 bits. acumuladores são essencialmente registradores (memória) onde os resultados dos cálculos intermediários são armazenados até que um cálculo principal seja concluído. Mas eles são essenciais para o funcionamento das CPUs; talvez outros bits necessários também possam ser projetados.
Normalmente, as equipes trabalham em várias etapas para levar um chip ao projeto e à fabricação; uma dessas etapas tem a ver com a tradução do “inglês simples” que descreve o chip e suas capacidades para uma Linguagem Descritora de Hardware (HDL) escolhida (como Verilog), que representa a geometria real, densidade e disposição geral dos diferentes elementos dentro o chip necessário para a própria gravação.
Sendo o ChatGPT uma máquina de reconhecimento de padrões (assim como os humanos – embora nós dois também sejamos um pouco mais do que isso), é uma ajuda incrível com idiomas de qualquer tipo: vocal, escrito e, aqui especificamente, baseado em hardware. O ChatGPT permitiu que os engenheiros pulassem o estágio HDL, o que, embora impressionante, deve deixar os especialistas em engenharia HDL um pouco nervosos. Especialmente porque os pesquisadores disseram esperar menos erros induzidos pelo homem no processo de tradução HDL, contribuir para ganhos de produtividade, reduzir o tempo de design e o tempo de lançamento no mercado e permitir designs mais criativos.
Uma coisa que é um pouco mais preocupante (ou discutível, pelo menos) é o desejo de eliminar a necessidade de fluência em HDL entre os projetistas de chips. Sendo um campo extremamente especializado e complexo, é uma habilidade relativamente rara e muito difícil de dominar.
“O grande desafio com as linguagens de descrição de hardware é que poucas pessoas sabem como escrevê-las”, disse o Dr. Pearce. “É muito difícil se tornar um especialista nelas. Isso significa que ainda temos nossos melhores engenheiros fazendo coisas braçais nesses idiomas, porque simplesmente não há muitos engenheiros para fazê-los.”
Obviamente, automatizar partes desse processo será um benefício definitivo. Isso poderia aliviar o gargalo humano acelerando os especialistas já existentes, mesmo quando novos são criados e treinados. Mas existe o risco de colocar essa habilidade totalmente dependente de uma máquina baseada em software que depende de eletricidade (e conectividade de servidor, no caso do ChatGPT) para funcionar.
Há também a questão de confiar no que é essencialmente um caixa preta de software inescrutável e suas saídas. Vimos o que pode acontecer com a injeção imediata e os LLMs não estão imunes a vulnerabilidades. Poderíamos até considerá-los como tendo vulnerabilidades expandidas, pois, além de ser um software, é um software que resulta de treinamento. E não é ficção científica considerar a opção de um LLM baseado em chip ser infectado durante sua fase de treinamento para introduzir um porta dos fundos baseada em hardware “demonicamente inteligente” levando a… algum lugar. Isso pode soar hiperbólico e, sim, está no limite inferior absoluto da escala de possibilidades; mas com o malware mutante e outras surpresas desagradáveis surgindo até mesmo das versões atuais dos Large Language Models, o que dizer do que será lançado amanhã?
Os pesquisadores usaram Large Language Models (LLMs) disponíveis comercialmente e publicamente para trabalhar em oito exemplos de design de hardware, trabalhando com o texto em inglês simples em direção ao seu Verilog (HDL) equivalente em interação ao vivo de ida e volta entre os engenheiros e o LLM.
“Este estudo resultou no que acreditamos ser o primeiro HDL totalmente gerado por IA enviado para fabricação em um chip físico”, disse o Dr. Hammond Pearce, da NYU Tandon, professor assistente de pesquisa e membro da equipe de pesquisa. “Alguns modelos de IA, como o ChatGPT da OpenAI e o Bard do Google, podem gerar código de software em diferentes linguagens de programação, mas sua aplicação no design de hardware ainda não foi amplamente estudada. Esta pesquisa mostra que a IA também pode beneficiar a fabricação de hardware, especialmente quando é usada em conversas, onde você pode ter uma espécie de vaivém para aperfeiçoar os designs.”
Já existem várias ferramentas de Electronic Design Automation (EDA), com AIs mostrando resultados impressionantes no layout do chip e outros elementos. Mas o ChatGPT não é um software especializado; aparentemente, ele pode escrever poesia e fazer uma participação especial da EDA. O caminho para se tornar um designer EDA agora tem uma barreira de conhecimento muito menor para entrar. Talvez um dia, pedaços suficientes da CPU sejam abertos para que qualquer pessoa com determinação suficiente (e ajuda inestimável) do ChatGPT possa projetar sua arquitetura de CPU em casa.
Sim, muitas perguntas podem ser feitas sobre o que isso significa. Mas não tem potencial?