קווילטר מראה שבינה מלאכותית יכולה כעת לעצב חומרה אמיתית בעזרת המחשב הראשון בעולם שפותח על ידי מכונה

הגבול בין מה שבני אדם בונים לבין מה שמכונות יכולות ליצור באופן אוטונומי השתנה באופן דרמטי. קווילטר, חברת בינה מלאכותית המונעת על ידי פיזיקה המתמקדת בתכנון אלקטרוני, חשפה את המחשב הראשון שתוכנן אי פעם על ידי בינה מלאכותית - לא רק בסיוע, אלא גם תוכנן, ממוקם, מנותב ואושר על ידי מנוע בינה מלאכותית שאומן להבין את חוקי הפיזיקה השולטים בחומרה אמיתית. התוצאה לא הייתה סימולציה או הדגמה תיאורטית. זה היה מחשב מיוצר, בעל שני לוחות, התומך בלינוקס, שנבנה סביב NXP i.MX 8M Mini - והוא אתחל בהצלחה בניסיון הראשון.

היוזמה, שנקראת פרויקט ספיד ראן, דוחס את מה שבדרך כלל דורש צוות הנדסה וחודשים של מיקום, ניתוב ופתרון בעיות קפדניים לספרינט של שבוע אחד בהובלת מהנדס אחד בלבד העובד לצד הפלטפורמה של Quilter. זהו רגע מכונן לא רק עבור בינה מלאכותית בתכנון חומרה, אלא עבור קצב החדשנות בכל תעשיית האלקטרוניקה.

כותב צוואר הבקבוק המסורתי מנסה לשבור

תכנון אלקטרוניקה מודרני הוא אחד מתחומי ההנדסה האחרונים שבהם אנשי מקצוע מיומנים עדיין מבצעים עבודה ידנית ביותר. פריסת לוחות מודפסים (PCB) הייתה זה מכבר תהליך קפדני שעוצב על ידי אילוצים פיזיים - שלמות אותות, התאמת זוגות דיפרנציאלים, התנהגות תרמית, רגישות EMI, יעדי עכבה, סבולות ייצור ומאות כללי פריסה עדינים המשפיעים על האמינות. אפילו המהנדסים המנוסים ביותר בונים לוחות מורכבים אלה באמצעות מחזורי ניסוי, תיקון וניתוב מחדש.

בעוד שצוותי תוכנה יכולים לשלוח עדכונים מדי יום, צוותי חומרה ממתינים לעתים קרובות מחזורים של שבועות בין גרסאות. לוח צפוף ורב-שכבתי התומך במערכת-על-מודול ובממשקים מהירים לעיתים רחוקות מאותחל בניסיון הראשון, אפילו עם צוותים מומחים. קצב איטרציות איטי זה מגביל את הניסויים, מגדיל עלויות, מגביל את לוחות הזמנים של המוצר והופך את החומרה לעמידה באופן מהותי למהירות הנראית בפיתוח תוכנה מודרני.

זהו צוואר הבקבוק שקווילטר ניסה לחסל.

כיצד פועלת מערכת הבינה המלאכותית של קווילטר

המנוע הבסיסי של Quilter אינו מודל שפה או נתב אוטומטי משופר. זהו מערכת למידה לחיזוק מונעת פיזיקה שמבין אילוצים חשמליים ותרמיים כקלטי תכנון מהשורה הראשונה. מהנדסים מזינים למערכת סכמטיקה ואילוצים (אופציונליים), והבינה המלאכותית מייצרת פריסות PCB מוכנות לייצור תוך התחשבות בהתנהגות בעולם האמיתי כגון:

• תנאי שלמות האות
• עכבת עקבות
• ריצוד והטיה
• התפשטות תרמית
• יכולת נשיאת זרם
• שיקולים אלקטרומגנטיים
• יכולת ייצור פיזית

זה לא רק גילוי דרך. זה הנמקה מבוסס על פיזיקה, כאשר הבינה המלאכותית מעריכה באופן רציף האם פריסה עומדת בחוקים הבסיסיים הקובעים האם לוח יתפקד במציאות, לא רק על המסך.

Quilter משתלב עם זרימות עבודה סטנדרטיות של EDA ותומך בקלטים מ-Altium, Cadence, KiCad, Siemens וכלים נפוצים אחרים. המהנדסים שומרים על שליטה מלאה - הם יכולים להתאים אילוצים, לבחון חלופות או לבצע עריכות ידניות - אך העבודה החוזרת ונשנית, בעלת מינוף נמוך, של מיקום וניתוב מטופלת באופן אוטומטי.

בתוך פרויקט ספידראן: מה באמת עשתה הבינה המלאכותית

עבור הדגמת הבכורה שלה, קווילטר בחרה ב מערכת מחשב אמיתית, בקנה מידה ייצורי, בעלת שני לוחות עם אפיקים מהירים, זיכרון DDR, ויסות צריכת חשמל ודרישות ניתוב מורכבות. המערכת כללה:

• מערכת-על-מודול (SOM) מלאה
• לוח נלווה
• 843 רכיבים
• אלפי חיבורים
• ממשקים מרובים במהירות גבוהה
• רשתות מבוקרות עכבה קריטית

על פי החברה, Quilter השלימה באופן עצמאי 98% מתהליך האימות של השיבוץ, הניתוב והפיזיקה, מה שהותיר את המהנדס בתפקיד פיקוח במקום בתפקיד ידני. התוצאה הייתה מתווה שדרש עריכות מינימליות ועבר לייצור במהירות.

השפעת הפרודוקטיביות: עיצוב במהירות תוכנה

המספרים מאחורי פרויקט Speedrun מדהימים. תהליך שבדרך כלל גוזל יותר מ-400 שעות של מאמץ ידני הצטמצם ל-38.5 שעות של מעורבות מהנדסית כוללת, כולל פיקוח והתאמות אילוצים. עבודת התכנון הטהורה - מיקום, ניתוב, בדיקות פיזיקה - טופלה כמעט לחלוטין על ידי Quilter.

תאוצה של פי 11 במחזורי תכנון אינה רק שיפור שולי; זהו שינוי פונקציונלי בשלבים במהירות שבה ניתן לבנות ולבצע איטרציות של חומרה.

אם הרווחים הללו יתפשטו ברחבי התעשייה, מספר טרנספורמציות יתאפשרו:

1. צוותי חומרה פועלים באופן איטרטיבי כמו צוותי תוכנה.
ניתן לבדוק, לסקור ולייצר מספר גרסאות עיצוב באותו חלון זמן שבעבר איפשר רק אחת.

2. סטארט-אפים ללא צוותי חומרה גדולים הופכים פתאום לתחרותיים.
קבוצה קטנה יכולה לייצר לוחות מתוחכמים מבלי להזדקק לצוות הנדסי עצום.

3. ארגונים יכולים להפחית באופן דרסטי את עלויות הסיבוב מחדש.
כל סיבוב חוזר שנמנע חוסך תקציב, זמן ומשאבי ייצור.

4. הגבול בין אב טיפוס לייצור הולך ומצטמצם.
עם תוצאות אמינות של אתחול ראשון, צוותים מבזבזים פחות זמן באיתור ניפוי בעיות בסיסיות במבנה.

5. מחזורי חדשנות בחומרה מתכווצים.
רעיונות שבעבר דרשו הרבה כסף לבחון יכלו לקחת שבועות - או פחות.

למה זה חשוב לעתיד האלקטרוניקה

ההכרזה של קווילטר מסמנת משהו עמוק יותר מאשר הישג טכני. היא מסמנת את תחילתה של דינמיקה חדשה: בינה מלאכותית מסוגלת כיום לתכנן מערכות פיזיות פונקציונליות הפועלות בעולם האמיתי.

בעשור האחרון, השפעתה של הבינה המלאכותית הוגבלה בעיקר בתחומים דיגיטליים - יצירת קוד, יצירת תוכן, ניתוח, חיזוי. פרויקט Speedrun מרחיב את טווח ההשפעה של הבינה המלאכותית גם לתחום הפיזי, שבו החלטות הנדסיות חייבות להיות מבוססות על חוקים שלא ניתן לזייף, לקרב או לעקוף.

ההשלכות הן עצומות:

• מכשירים צרכניים יוכלו להגיע לשוק מהר יותר, עם פחות עיכובים בשרשרת האספקה ​​​​הנגרמות ממחזורי תכנון.
• תעשיות אלקטרוניקה, רפואה ואלקטרוניקה לרכב יכולות לבחון גרסאות עיצוב ופרופילי אמינות נוספים מבלי להסתכן בחודשים של תקורות הנדסיות.
• רובוטיקה ו-IoT עשויים לחוות פיצוץ בחומרה ייעודית המותאמת למקרי שימוש צרים.
• מערכות שבבים, התקני מחשוב מודולריים ולוחות מותאמים אישית עשויים להפוך לנגישים הרבה יותר לארגונים קטנים יותר.
• חדשנות כבר לא מוגבלת על ידי מספר מהנדסי המעגלים המודפסים הזמינים; יכולות ניתנות להגדלה עם המחשוב.

והכי חשוב, הגבול בין בינה דיגיטלית ליצירת מוצרים פיזיים מתחיל להתמוסס. בינה מלאכותית כבר אינה יועצת או עוזרת - היא... יוצר האלקטרוניקה המוחשית.

הדרך קדימה

קווילטרס המערכת עדיין מתפתחת. עיצובים בעלי תדירות גבוהה במיוחד או צפופים במיוחד ימשיכו לאתגר כל מערכת אוטומטית, ופיקוח הנדסי נותר חיוני. פרויקט ספיד ראן מדגים שחלק גדול מתכנון PCB מודרני מוכן לאוטומציה - וכי אוטומציה אמינה מספיק כדי לייצר חומרה עובדת במהירות חסרת תקדים.

ככל שיותר צוותים יאמצו כלי בינה מלאכותית המונעים על ידי פיזיקה, קצב פיתוח האלקטרוניקה כולו עשוי להשתנות. חומרה עשויה סוף סוף להיכנס לעידן האיטרציה המהירה שנהנתה ממנו התוכנה במשך שני עשורים.

לעת עתה, עובדה אחת בולטת מעל כולן: המחשב הראשון שתוכנן באמצעות בינה מלאכותית הוא אמיתי, מיוצר ופועל - וזו רק ההתחלה.