연구자들은 AI를 활용해 무선 칩을 설계하여 시간과 비용을 대폭 절감하고 새로운 기능을 발견했습니다. 이 획기적인 발전은 무선 기술과 칩 설계를 영원히 바꿀 것을 약속합니다.
최첨단 무선 기술에 필수적인 특수 마이크로칩은 전통적으로 설계하기 어렵고 비용이 많이 들었습니다. 그러나 Princeton Engineering과 Indian Institute of Technology Madras(IIT Madras)의 연구자들이 획기적인 개발을 통해 이 프로세스를 혁신할 것을 약속합니다. 이 팀은 인공지능을 활용하여 칩 설계에 드는 시간과 비용을 크게 줄이는 동시에 더 나은 무선 속도와 성능에 대한 끊임없이 증가하는 수요를 충족할 수 있는 새로운 기능을 발견했습니다.
연구에서 출판 Nature Communications에서 연구자들은 AI가 지정된 설계 매개변수를 기반으로 마이크로칩에 복잡한 전자기 구조와 관련 회로를 만드는 혁신적인 접근 방식을 자세히 설명했습니다. 한때 몇 주 동안 숙련된 노동이 필요했던 작업을 이제 단 몇 시간 만에 완료할 수 있습니다.
더욱 흥미로운 점은 AI가 매우 특이한 회로 패턴을 가진 디자인을 만들어내어 인간이 개발한 기존 디자인에 대한 매력적인 대안을 제시했다는 것입니다.
"우리는 복잡하고 무작위로 생긴 구조를 만들어내고 있으며, 회로와 연결하면 이전에는 달성할 수 없었던 성능을 만들어냅니다. 인간은 이를 실제로 이해할 수 없지만 더 잘 작동할 수 있습니다." 프린스턴 대학의 전기 및 컴퓨터 공학 교수이자 주저자인 카우식 센굽타가 말했습니다. 보도 자료.
센굽타는 또한 차세대 통신 개발을 목표로 하는 프린스턴 대학의 산업 파트너십 프로그램인 NextG의 공동 책임자입니다.
AI 기반 설계 프로세스를 통해 에너지 효율성에 맞게 조정되거나 광범위한 주파수 범위에서 작동할 수 있는 회로를 만들 수 있습니다. 이는 현재 기존 기술로는 달성할 수 없는 기능입니다. 더욱이 복잡한 구조를 합성하는 데 몇 주가 걸릴 수 있는 기존 설계 알고리즘은 이제 AI의 몇 분짜리 성능에 뒤처집니다.
"이 연구는 미래에 대한 설득력 있는 비전을 제시합니다." IIT 마드라스의 전기공학과 조교수이자 공동 저자인 우다이 칸코예는 보도자료에서 이렇게 말했습니다. "AI는 시간이 많이 걸리는 전자기 시뮬레이션을 가속화할 뿐만 아니라 지금까지 탐험되지 않은 설계 공간을 탐색할 수 있게 하고, 일반적인 경험 법칙과 인간의 직관에 반하는 놀라운 고성능 장치를 제공합니다."
무선 칩은 표준 전자 회로를 안테나 및 신호 분배기와 같은 전자기 구조와 결합합니다. 이러한 요소는 조화롭게 작동하도록 세심하게 조정되어야 하므로 프로세스가 매우 복잡하고 시간이 많이 걸립니다. 무선 통신에서 자율 주행 및 레이더 기술에 이르기까지 다양한 응용 프로그램은 이 복잡한 설계 작업에 의존합니다.
"고전적인 설계는 이러한 회로와 전자기적 요소를 조각조각 조심스럽게 조립하여 신호가 칩에서 원하는 방식으로 흐르도록 합니다. 이러한 구조를 변경함으로써 새로운 속성을 통합합니다." 센굽타가 덧붙였습니다. "이전에는 이를 수행하는 데 한정된 방법이 있었지만 이제는 옵션이 훨씬 더 커졌습니다."
칩 설계의 범위는 거의 이해할 수 없는데, 첨단 칩 내의 잠재적 구성이 우주의 원자 수를 훨씬 초과하기 때문이다. 전통적인 설계자들은 하향식으로 작업에 접근하지만, AI는 칩을 전체적으로 고려하여 새롭고 효과적인 배열을 이끈다.
그러나 AI가 만들어낼 수 있는 잘못된 구성을 바로잡기 위해서는 인간의 감독이 여전히 중요합니다.
"아직도 인간 디자이너가 수정해야 할 함정이 있습니다." 센굽타가 덧붙였습니다. "요점은 인간 디자이너를 도구로 대체하는 것이 아닙니다. 요점은 새로운 도구로 생산성을 높이는 것입니다. 인간의 마음은 새로운 것을 창조하거나 발명하는 데 가장 잘 활용되며, 보다 평범하고 실용적인 작업은 이러한 도구에 넘길 수 있습니다."
AI 시스템의 기능은 광대역 증폭기 회로와 공동 설계된 복잡한 전자기 구조를 개발하는 데 이미 유망한 것으로 나타났습니다. 앞으로 Sengupta와 그의 팀은 이 AI 접근 방식을 사용하여 여러 구조를 연결하여 전체 무선 칩을 설계하는 데 집중할 계획입니다.
"이제 이것이 유망하다는 것이 입증되었으므로, 더 복잡한 시스템과 설계에 대해 생각하려는 더 큰 노력이 있습니다." 센굽타가 덧붙였습니다. "이것은 이 분야의 미래가 어떻게 될지에 대한 빙산의 일각일 뿐입니다."
이 연구는 무선 통신 및 칩 설계 분야에서 큰 진전을 이루었음을 보여줍니다.
AI 기반 방법론은 마이크로칩의 설계 방식을 혁신함으로써 무선 기술에 의존하는 산업을 재편하고, 더 빠르고 효율적이며 혁신적인 전자 장치를 위한 길을 열 잠재력을 가지고 있습니다.