Los ingenieros eléctricos e informáticos de Johns Hopkins son pioneros en un nuevo enfoque para crear chips de redes neuronales: aceleradores neuromórficos que podrían impulsar inteligencia artificial en tiempo real y energéticamente eficiente para sistemas incorporados de próxima generación, como vehículos y robots autónomos.

El estudiante de posgrado en ingeniería eléctrica e informática Michael Tomlinson y el estudiante universitario Joe Li, ambos miembros del Andreou Lab, utilizaron indicaciones de lenguaje natural y ChatGPT4 para producir instrucciones detalladas para construir un chip de red neuronal con picos: uno que funciona de manera muy similar al cerebro humano.

A través de indicaciones paso a paso a ChatGPT4, comenzando por imitar una sola neurona biológica y luego vinculando más para formar una red, generaron una completadiseño de chipsque podría ser inventado.

"Este es el primer chip de IA diseñado por una máquina que utilizaprocesamiento del lenguaje natural.Es similar a cuando le decimos a la computadora 'Crea un chip de red neuronal de IA' y la computadora escupe un archivo usado para fabricar el chip", dijo Andreas Andreou, profesor de ingeniería eléctrica e informática, cofundador del Centro para el Lenguaje.y procesamiento del habla y miembro del Kavli Neuroscience Discovery Institute y del nuevo Data Science and AI Institute de Johns Hopkins.

El trabajo se inició en el Taller de Ingeniería de Cognición Neuromórfica 2023 celebrado el verano pasado.Esal corrienteen el sitio de preimpresiónarXiv.

La arquitectura de red final del chip es un pequeño cerebro de silicio con dos capas de neuronas interconectadas.El usuario puede ajustar la fuerza de estas conexiones usando un sistema de peso direccionable de 8 bits, lo que permite que el chip configure pesos aprendidos que determinan la funcionalidad y el comportamiento del chip.

La reconfiguración y la programabilidad se realizan mediante una interfaz fácil de usar llamada subsistema de interfaz periférica estándar (SPI), que es como un control remoto.Este subsistema SPI también fue diseñado por ChatGPT utilizando indicaciones en lenguaje natural.

Tomlinson explicó que diseñaron un sistema neuronal simple.redchip sin codificación compleja como prueba de concepto.Antes de enviar el chip a fabricación, el equipo realizó una validación mediante extensas simulaciones de software para garantizar que el diseño final funcionara según lo previsto y permitirles iterar sobre el diseño y abordar cualquier problema.

El diseño final se envió electrónicamente a la "fundición" de Skywater, un servicio de fabricación de chips donde actualmente se está "imprimiendo" utilizando un proceso de fabricación CMOS de 130 nanómetros de costo relativamente bajo.

"Si bien esto es sólo un pequeño paso hacia sistemas de IA de hardware prácticos sintetizados automáticamente a gran escala, demuestra que la IA se puede emplear para crear sistemas de hardware de IA avanzados que a su vez ayudarían a acelerar el desarrollo y la implementación de la tecnología de IA", dijo Tomlinson.

"Durante los últimos 20 años, elindustria de semiconductoresha logrado grandes avances en la reducción del tamaño de las estructuras físicas en los chips de computadora, permitiendo diseños más complejos en la misma área del silicio.

"Estos últimos chips informáticos avanzados, a su vez, admiten software más sofisticado, algoritmos de diseño asistido por ordenador y la creación de hardware informático más avanzado, lo que produce el crecimiento exponencial de la potencia informática que está impulsando la revolución de la IA actual".