Um agente de IA projetou um processador RISC-V completo em 12 horas — o comando solicitado continha apenas 219 palavras.

A Verkor.io, uma startup especializada em design de chips com inteligência artificial, descreveu em um artigo de pesquisa publicado em março como seu sistema de agentes de IA, o Design Conductor, criou de forma independente um núcleo de processador totalmente funcional baseado na arquitetura RISC-V. A façanha levou apenas 12 horas: o sistema utilizou um documento de solicitação de 219 palavras como base e gerou um projeto verificado e pronto para fabricação, o que é ordens de magnitude mais rápido do que o tempo de desenvolvimento padrão para chips comerciais, que varia de 18 a 36 meses.

Fonte da imagem: Academia Chinesa de Ciências

Segundo Verkor, esta é a primeira vez que um agente autônomo criou um processador funcional, desde a especificação até o arquivo de layout GDSII. O processador resultante é o VerCore — um núcleo pipeline de cinco estágios com execução serial e processamento de thread única, que, rodando a 1,48 GHz no processo ASAP7 de 7 nanômetros, obteve 3.261 pontos no benchmark CoreMark.

O artigo de Verkor detalha a arquitetura do pipeline, incluindo os estágios de busca, decodificação, execução, acesso à memória e gravação, bem como resolução antecipada de desvios e redirecionamento de operandos. Durante a otimização, o sistema implementou autonomamente um multiplicador Booth-Wallace rápido com uma frequência de clock de 2,57 GHz e um esquema de penalidade de desvio de ciclo único, que o agente selecionou após implementar e testar variantes de um e dois ciclos. Verkor compara o desempenho do VerCore no benchmark CoreMark ao do processador móvel Intel Celeron SU2300 de 2011, baseado na arquitetura Penryn.

Um núcleo de cinco estágios com execução em ordem, sem cache e sem execução fora de ordem é um projeto relativamente simples para os padrões da indústria. O artigo de Verkor observa que chips de ponta custam mais de US$ 400 milhões para serem desenvolvidos, levam de 18 a 36 meses para serem concluídos e envolvem centenas de engenheiros. O VerCore é muito mais simples do que esses chips. Mesmo assim, as 12 horas dedicadas a um processo totalmente autônomo, da especificação à embalagem, representam um resultado impressionante, embora tenham exigido “muitas dezenas de bilhões de tokens” a um custo relativamente baixo.Nível de dificuldade baixo.

Fonte da imagem: Verkor.io

O VerCore não foi fabricado fisicamente; em vez disso, sua funcionalidade foi verificada usando o Spike, um simulador de referência da ISA RISC-V. O ASAP7 é um kit de desenvolvimento de processo acadêmico, não um processo comercial de 7 nm. A Verkor afirma que o VerCore pode executar uma variante do uCLinux no simulador.

O artigo da Verkor é franco sobre as limitações dos modelos de linguagem subjacentes e observa que o agente de IA às vezes “subestima a complexidade do trabalho necessário para resolver certos problemas”. Por exemplo, em um caso em que um prazo foi perdido, o Design Conductor tentou fazer alterações significativas para “aprofundar o processo de projeto” em vez de buscar soluções mais simples. Em outro caso, os pesquisadores notaram que o modelo raciocinava sobre Verilog — uma linguagem orientada a eventos — como se fosse código sequencial. “Embora tenhamos descoberto que isso não afetou a capacidade do Design Conductor de garantir a correção funcional, tornou mais difícil para o Design Conductor resolver problemas dentro dos prazos”, explicaram os pesquisadores.

Os pesquisadores estimam que serão necessários de cinco a dez especialistas para levar o sistema a um estado pronto para produção. Além disso, à medida que a complexidade do projeto aumenta, os requisitos de computação aumentam de forma não linear, tornando todo o processo menos prático em escala comercial. A VerCore anunciou que planeja publicar o código-fonte e os scripts de compilação do VerCore até o final de abril e demonstrar uma implementação em FPGA na DAC, a conferência anual de Automação de Projeto Eletrônico.

Em publicações anterioresProjetos de design de chips com inteligência artificial, como o projeto de 2023 de pesquisadores chineses que criaram um processador RISC-V em menos de cinco horas e o projeto mais recente QiMeng, utilizaram metodologias e arquiteturas diferentes. O Design Conductor da Verkor gerencia todo o processo de design — da especificação ao GDSII — de forma independente.