GN⁺: AI가 설계한 칩, 인간이 이해할 수 없을 정도로 이상하지만 성능은 사상 최고 수준
(livescience.com)- 연구진은 AI를 활용해 밀리미터파(mm-Wave) 무선 칩을 몇 시간 만에 설계하는 데 성공함
- 기존 인간 설계 방식보다 훨씬 효율적인 디자인을 만들어냄
- 칩 설계를 개별 부품의 집합이 아닌 하나의 완전한 시스템으로 취급
- 현재 칩 설계는 인간 전문가가 템플릿을 기반으로 점진적으로 최적화하는 방식으로 진행됨
- 칩 내부 구조가 복잡하여 완전히 이해하기 어렵기 때문에 보수적인 접근법이 필요함
- 5G 모뎀 등에 사용되는 밀리미터파 칩은 소형화와 성능 최적화의 어려움 때문에 설계가 특히 까다로움
AI 기반 역설계(Inverse Design) 방식
- 프린스턴 대학교와 인도 공과대학교 연구진은 딥러닝을 이용한 역설계 방식을 제안함
- 원하는 성능을 먼저 정의한 후, AI가 입력과 설계 매개변수를 자동으로 결정함
- 기존의 템플릿 방식이 아니라 칩 전체를 하나의 독립적 구조로 설계하도록 함
- 이 과정에서 인간 설계자가 생각하지 못한 방식으로 칩을 구성하게 됨
AI 칩 설계의 미래?
- 인간이 이해할 수 없는 디자인, 하지만 성능은 최고
- 연구를 이끈 카우시크 센굽타 교수(프린스턴 대학교)는 "AI가 만든 구조는 무작위 형태처럼 보이며, 인간이 이를 제대로 이해할 수 없다"고 설명함
- 그러나 실제로 제조해본 결과, AI 설계 칩이 기존 설계보다 뛰어난 성능을 보였음
- AI가 인간 설계자를 대체할까?
- AI가 설계한 칩 중 일부는 정상적으로 작동하지 않았으며, 이는 생성형 AI가 가끔 "환각(hallucination)"을 일으키는 것과 유사함
- 따라서 AI가 인간을 대체하는 것이 아니라, 생산성을 높이는 도구로 활용될 필요가 있음
- AI를 활용하면 특정 목적(예: 전력 효율성, 주파수 범위 확장 등)에 최적화된 칩을 훨씬 빠르게 설계할 수 있음
향후 전망
- 무선 칩의 소형화 및 성능 향상이 중요한 만큼, AI 설계 기술은 매우 유용한 연구 성과임
- 센굽타 교수는 "이 기술이 회로 설계의 다른 부분으로 확장된다면, 전자공학 설계 방식 자체가 바뀔 수도 있다"며 기대감을 표함
- "지금은 빙산의 일각에 불과하다"며, 앞으로 AI 기반 칩 설계의 잠재력이 무궁무진함을 시사함
알파고랑 비슷한 느낌이네요. 왜 저런 수를 두는지는 모르겠으나, 승률은 저게 더 높음. 사람이 이해하기 위해서 본질을 왜곡(?)하는 경우를 잘 찾아내면 최적화를 시키는데 큰 도움이 되겠네요.
식당으로 비유하면 사람들은 다른 사람이나 알바들도 알 수 있게 음식 레시피를 만들어서 음식을 만드는데 AI는 그냥 들어가는 재료를 뭉탱이로 한바가지에 때려넣고 돌려도 훨씬 빨리 만들 수 있고 맛있는 음식이 나온다는 거임...
Hacker News 의견
-
Adrian Thompson은 1990년대에 FPGA 하드웨어에 진화 알고리즘을 적용하여 1kHz와 10kHz 톤을 구별할 수 있는 회로를 개발함
- 최종 회로는 인간 엔지니어가 설계한 것보다 더 작고, 특정 칩의 물리적 특성을 활용함
- 피드백 루프, 연결되지 않은 논리 유닛 간의 EMI 효과, 트랜지스터의 포화 영역 외부에서의 작동 등을 포함함
- 관련 기사와 논문, Reddit 링크가 제공됨
-
AI라는 용어가 실제로는 최적화기를 의미할 때 사용되는 것을 싫어함
- 최적화기의 결과물을 AI라고 부르는 것은 어느 정도 타당함
- 칩 자체가 AI인지, 아니면 보상과 반복을 정의하는 코드 200줄이 AI인지에 대한 의문이 제기됨
-
진화 알고리즘을 사용한 안테나 및 기타 부품 설계는 2000년대 초부터 진행되어 왔음
- 2010년대 FOSDEM에서 '진화된' DSP에 대한 발표를 본 기억이 있음
- 관련 Wikipedia 링크가 제공됨
-
복잡한 장비는 살아있는 유기체만큼 복잡함
- 일부는 다른 컴퓨터에 의해 설계됨
- 정확히 어떻게 작동하는지 모름
- Westworld, 1973년 인용
-
기사에서 언급된 코멘트가 흥미로움
- 칩 설계가 더 효율적이며, AI가 인간 설계자가 상상하기 어려운 접근 방식을 취함
- 인간 설계자가 새로운 설계 패러다임을 상사에게 제시할 수 없을 가능성이 큼
-
AI 모델이 몇 시간 만에 더 효율적인 무선 칩을 생성했지만, '무작위 형태'의 설계가 어떻게 생성되었는지는 불분명함
- NASA에서도 유사한 시도가 있었으며, '완벽한' 안테나를 설계함
- 엔지니어가 설계한 기존 형태보다 성능이 뛰어났음
-
칩 설계의 복잡성을 조사하기 시작했으며, Nature 기사에서 모든 논의가 시뮬레이션에 기반하고 있음을 발견함
- 실제 칩으로 제작될 경우 어떻게 작동할지 궁금함
- 설계 규칙 검사를 통과하지 못할 가능성이 큼
-
설계를 이해할 수 없다면, 얼마나 철저하게 올바름을 테스트할 수 있을지 의문임
-
이러한 연구가 인간의 이해를 초월하는 돌파구로 묘사되는 것은 마케팅을 위한 신비화의 예라고 생각함
- 오늘날처럼 많은 시뮬레이션 도구와 컴퓨팅 파워가 있음에도 불구하고 칩의 작동 방식을 이해하지 못한다는 것은 의문임
- 과학의 실무자들은 더 나은 성과를 기대해야 한다고 생각함