Фонд перспективных исследований и Институт системного программирования им. В.П. Иванникова Российской академии наук (ИСП РАН) совместно с Российским экономическим университетом им. Г.В. Плеханова, Научно-исследовательским институтом системных исследований Российской академии наук (ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН) и ООО ？Мальт Систем？ приступили к реализации совместного проекта по созданию технологии интеллектуального синтеза цифровых интегральных схем (СБИС) с применением методов машинного обучения ？Интеллект？.

       В проекте решается задача создания демонстратора ？интеллектуальной？ системы автоматизации проектирования (САПР) цифровых СБИС. Решение этой задачи ？с нуля？ оценивается в десятки тысяч человеко-лет и требует привлечения высококвалифицированных специалистов в самых разных областях (от дискретной математики и системного программирования до вычислительных методов и физики полупроводников). Гораздо более перспективным подходом видится разработка САПР на базе открытого (open-source) маршрута OpenLane, который показал свою работоспособность на множестве реальных проектов и, кроме того, постоянно совершенствуется (хотя по-прежнему отстаёт от продуктов компаний Cadence Design Systems, Synopsys и Siemens EDA).

       Создание в проекте отечественной САПР цифровых СБИС на базе маршрута OpenLane, способной конкурировать с коммерческими решениями, подразумевает решение комплекса задач, в том числе:

       ● поддержку разных промежуточных базисов для представления логических схем и реализация широкого спектра трансформаций, нацеленных на оптимизацию характеристик СБИС (энергопотребления, задержки, площади);

       ● разработку и внедрение в маршрут проектирования прогнозирующих моделей машинного обучения, основанных на обучении с учителем и графовых св？рточных нейронных сетях;

       ● разработку и внедрение в маршрут проектирования перспективных средств автоматической настройки параметров синтеза, основанных на обучении с подкреплением и методах оптимизации ？чёрного ящика？, в том числе методах байесовской оптимизации;

       ● поддержку комплекта средств проектирования (PDK – Process Design Kit и DDK – Digital Design Kit) отечественных технологических процессов;

       ● создание центров компетенции, способных создавать САПР цифровых СБИС и осуществлять внедрение и дальнейшую техническую поддержку.

       Применение прогнозирующих моделей машинного обучения в маршруте проектирования позволит на ранних этапах оценить реализуемость дизайна СБИС и подобрать подходящие настройки параметров синтеза для удовлетворения проектных ограничений. Для обучения таких моделей в рамках проекта будет собран и размечен набор данных, включающий в себя синтезируемые RTL-модели сложнофункциональных блоков цифровых СБИС коммерческого уровня качества из разных предметных областей: процессорные и тензорные ядра, графические и нейросетевые ускорители, кодеры и декодеры, криптографические блоки, блоки цифровой обработки сигналов, блоки контроллеров и интерфейсов, блоки накристальной сети и др.

       Реализация проекта ？Интеллект？ нацелена на повышение показателей качества проектируемых СБИС (снижение энергопотребления, увеличение производительности, сокращение площади) и минимизацию числа циклов перепроектирования (повторного синтеза), вызванных неудовлетворительными результатами (несоответствием заданным ограничениям). По предварительным оценкам, такой ？интеллектуальный？ маршрут позволит на 10-20% улучшить характеристики СБИС и увеличит продуктивность процесса разработки в сравнении с ？классическим？ маршрутом OpenLane.

       Реализация проекта запланирована на 2024-2026 годы.

       15.07.2024