Quilter Giới Thiệu AI Có Thể Thiết Kế Phần Cứng Thực Với Máy Tính Được Thiết Kế Bởi Máy

Đường ranh giới giữa những gì con người xây dựng và những gì máy móc có thể tạo ra một cách tự động vừa thay đổi một cách đáng kể. Quilter, một công ty AI dựa trên vật lý tập trung vào thiết kế điện tử, đã giới thiệu máy tính đầu tiên trên thế giới được thiết kế bởi trí tuệ nhân tạo – không chỉ được hỗ trợ, mà còn được kiến trúc, đặt, định tuyến và xác thực bởi một động cơ AI được đào tạo để hiểu các định luật vật lý chi phối phần cứng thực. Kết quả không phải là một mô phỏng hoặc một bản demo lý thuyết. Đó là một máy tính hai bảng được sản xuất, có khả năng chạy Linux – và nó đã khởi động thành công trong lần thử đầu tiên.

Sự khởi đầu, được gọi là Dự án Speedrun, nén những gì thường đòi hỏi một đội kỹ sư và nhiều tháng làm việc cẩn thận vào một tuần làm việc duy nhất do một kỹ sư dẫn đầu cùng với nền tảng Quilter. Đây là một khoảnh khắc then chốt không chỉ cho AI trong thiết kế phần cứng mà còn cho tốc độ đổi mới trên toàn ngành công nghiệp điện tử.

Điểm Nghẽn Thông Thường Quilter Đang Cố gắng Vượt qua

Thiết kế điện tử hiện đại là một trong những lĩnh vực kỹ thuật cuối cùng nơi các chuyên gia có kỹ năng sâu sắc vẫn thực hiện công việc thủ công cực kỳ. Việc bố trí PCB đã lâu là một quá trình đầy đau khổ được định hình bởi các ràng buộc vật lý – tính toàn vẹn của tín hiệu, sự phù hợp của cặp差, hành vi nhiệt, độ nhạy EMI, mục tiêu trở kháng, dung sai sản xuất và hàng trăm quy tắc bố trí tinh vi ảnh hưởng đến độ tin cậy. Ngay cả những kỹ sư giàu kinh nghiệm nhất cũng xây dựng các bảng phức tạp này thông qua các chu kỳ thử nghiệm, sửa đổi và định tuyến lại.

Trong khi các đội phần mềm có thể xuất bản cập nhật hàng ngày, các đội phần cứng thường phải chờ đợi qua các chu kỳ sửa đổi hàng tuần. Một bảng đa lớp dày đặc hỗ trợ một hệ thống trên mô-đun và các giao diện tốc độ cao hiếm khi khởi động trong lần thử đầu tiên, ngay cả với các đội chuyên gia. Tốc độ lặp lại chậm này hạn chế sự thử nghiệm, tăng chi phí, hạn chế thời gian sản phẩm và làm cho phần cứng cơ bản chống lại tốc độ được thấy trong phát triển phần mềm hiện đại.

Đây là điểm nghẽn mà Quilter đã đặt ra để loại bỏ.

Quilter’s Hệ Thống AI Hoạt Động Như Thế Nào

Động cơ cơ bản của Quilter không phải là một mô hình ngôn ngữ hoặc một bộ định tuyến tự động nâng cao. Đó là một hệ thống học tăng cường dựa trên vật lý hiểu các ràng buộc điện và nhiệt như các đầu vào thiết kế hàng đầu. Các kỹ sư cung cấp cho hệ thống một sơ đồ và (tùy chọn) các ràng buộc, và AI tạo ra các bố trí PCB sẵn sàng sản xuất trong khi tính đến hành vi thế giới thực như:

• điều kiện toàn vẹn tín hiệu
• trở kháng đường dẫn
• độ lệch và độ lệch pha
• sự lan truyền nhiệt
• khả năng mang dòng điện
• các yếu tố điện từ
• tính sản xuất vật lý

Điều này không chỉ là tìm đường. Đó là suy luận dựa trên vật lý, với AI liên tục đánh giá liệu một bố trí có đáp ứng các định luật cơ bản quyết định liệu một bảng có hoạt động trong thực tế hay không, không chỉ trên màn hình.

Quilter tích hợp với các quy trình làm việc EDA tiêu chuẩn và hỗ trợ đầu vào từ Altium, Cadence, KiCad, Siemens và các công cụ khác phổ biến. Các kỹ sư vẫn giữ quyền kiểm soát đầy đủ – họ có thể điều chỉnh các ràng buộc, xem xét các phương án thay thế hoặc thực hiện các chỉnh sửa thủ công – nhưng công việc lặp đi lặp lại, thấp của việc đặt và định tuyến được xử lý tự động.

Trong Dự án Speedrun: Điều AI Thực Sự Đã Làm

Để trình diễn ra mắt, Quilter đã chọn một hệ thống máy tính thực, quy mô sản xuất, hai bảng với các bus tốc độ cao, bộ nhớ DDR, điều chỉnh nguồn và các yêu cầu định tuyến phức tạp. Hệ thống bao gồm:

• một mô-đun hệ thống đầy đủ (SOM)
• một bảng cơ sở đi kèm
• 843 thành phần
• ngàn kết nối
• nhiều giao diện tốc độ cao
• các mạng được kiểm soát độ lệch pha quan trọng

Theo công ty, Quilter đã hoàn thành tự động 98% việc đặt, định tuyến và xác thực vật lý, để lại cho kỹ sư một vai trò giám sát chứ không phải là vai trò thủ công. Kết quả là một bố trí yêu cầu các chỉnh sửa tối thiểu và chuyển sang sản xuất nhanh chóng.

Tác Động Về Năng Suất: Thiết Kế Ở Tốc Độ Phần Mềm

Các con số đằng sau Dự án Speedrun thật đáng kinh ngạc. Một quá trình thường đòi hỏi hơn 400 giờ công việc thủ công đã được giảm xuống còn 38,5 giờ tham gia của kỹ sư, bao gồm cả giám sát và điều chỉnh ràng buộc. Công việc thiết kế thuần túy – đặt, định tuyến, kiểm tra vật lý – được xử lý gần như hoàn toàn bởi Quilter.

Một sự tăng tốc 11 lần trong các chu kỳ thiết kế không chỉ là một cải tiến nhỏ; đó là một bước chuyển quan trọng trong cách phần cứng có thể được xây dựng và lặp lại.

Nếu những lợi ích này được mở rộng trên toàn ngành, một số chuyển đổi sẽ trở nên có thể:

1. Các đội phần cứng lặp lại như các đội phần mềm.
Các biến thể thiết kế đa dạng có thể được thử nghiệm, xem xét và sản xuất trong cùng một khung thời gian mà trước đây chỉ cho phép một.

2. Các công ty khởi nghiệp không có đội phần cứng lớn trở nên cạnh tranh.
Một nhóm nhỏ có thể sản xuất các bảng phức tạp mà không cần một đội kỹ sư lớn.

3. Các doanh nghiệp có thể giảm đáng kể chi phí respin.
Mỗi lần respin tránh được sẽ tiết kiệm ngân sách, thời gian và tài nguyên sản xuất.

4. Ranh giới giữa nguyên mẫu và sản xuất trở nên mỏng hơn.
Với kết quả khởi động đáng tin cậy, các đội lãng phí ít thời gian hơn để gỡ lỗi các vấn đề bố trí cơ bản.

5. Chu Kỳ Đổi Mới Phần Cứng Được Nén.
Những ý tưởng từng mất quý để thử nghiệm có thể mất vài tuần – hoặc ít hơn.

Tại Sao Điều Này Quan Trọng Đối Với Tương Lai Của Điện Tử

Thông báo của Quilter báo hiệu điều gì đó sâu sắc hơn một thành tựu kỹ thuật. Nó đánh dấu sự bắt đầu của một động lực mới: AI hiện có thể thiết kế các hệ thống vật lý chức năng hoạt động trong thế giới thực.

Trong thập kỷ qua, ảnh hưởng của AI chủ yếu được chứa trong các lĩnh vực kỹ thuật số – tạo mã, tạo nội dung, phân tích, dự đoán. Dự án Speedrun mở rộng tầm ảnh hưởng của AI vào lĩnh vực vật lý, nơi các quyết định kỹ thuật phải được dựa trên các định luật không thể bị làm giả, xấp xỉ hoặc bỏ qua.

Các ý nghĩa là巨大:

• Thiết bị tiêu dùng có thể đến thị trường nhanh hơn, với ít chậm trễ trong chuỗi cung ứng do các chu kỳ thiết kế.
• Điện tử công nghiệp, y tế và ô tô có thể khám phá nhiều biến thể thiết kế và hồ sơ độ tin cậy mà không phải chịu các chi phí kỹ thuật trong nhiều tháng.
• Robot và IoT có thể chứng kiến sự bùng nổ trong phần cứng chuyên dụng cho các trường hợp sử dụng hẹp.
• Các hệ thống chiplet, thiết bị tính toán mô-đun và bảng tùy chỉnh có thể trở nên dễ tiếp cận hơn với các tổ chức nhỏ hơn.
• Sự đổi mới không còn bị giới hạn bởi số lượng kỹ sư PCB có sẵn; khả năng mở rộng với tính toán.

Quan trọng nhất, ranh giới giữa trí tuệ kỹ thuật số và tạo ra sản phẩm vật lý bắt đầu tan biến. AI không còn là một cố vấn hoặc một trợ lý – nó là một tạo ra điện tử hữu hình.

Con Đường Tiếp Theo

Hệ thống của Quilter vẫn đang phát triển. Các thiết kế tần số cực cao hoặc siêu dày đặc sẽ tiếp tục thách thức bất kỳ hệ thống tự động hóa nào, và giám sát kỹ thuật vẫn là điều cần thiết. Nhưng Dự án Speedrun chứng minh rằng một phần lớn của thiết kế PCB hiện đại đã sẵn sàng cho tự động hóa – và tự động hóa đáng tin cậy để sản xuất phần cứng hoạt động với tốc độ chưa từng có.

Khi nhiều đội采用 các công cụ AI dựa trên vật lý, toàn bộ tốc độ phát triển điện tử có thể thay đổi. Phần cứng có thể cuối cùng cũng bước vào kỷ nguyên lặp lại nhanh mà phần mềm đã tận hưởng trong hai thập kỷ.

Hiện tại, một sự thật nổi bật hơn tất cả: máy tính đầu tiên được thiết kế bởi AI là thực, được sản xuất và hoạt động – và đó chỉ là sự bắt đầu.