摩爾定律已死。AI 是 除顫器:下一代矽架構中 強化學習的戰略要務

執行摘要:矽晶懸崖

全球半導體產業正站在一個岌岌可危的轉折點, 技術史學家很可能會將此標記為「古典縮放」時代的終結。五十餘年來, 產業隨著摩爾定律的節拍前進,這項經驗觀察指出電晶體密度約每兩年 翻倍,帶來可預期的效能與效率紅利。這一節奏支撐了數位 經濟,使個人電腦革命、雲端 運算興起與智慧型手機普及成為可能。然而,隨著製程推進至 3 奈米、2 奈米及即將到來的埃米級節點的原子極限,傳統 進步引擎已停滯不前。我們進入了一個物理反擊的時代。「免費 午餐」——源自光刻微縮的自動加速——已經結束,取而代之的是殘酷的 熱節流、量子穿隧與互連瓶頸景觀, 威脅著運算進步的停滯。 我們面臨的危機不僅是製造物理的危機;更是設計 1

複雜度的危機。現代系統單晶片(SoC)可說是人類迄今 建造的最複雜人造物,包含數十億顆電晶體,組織成錯綜的邏輯、 記憶體與互連層級。放置這些 元件的設計空間——針對功耗、效能與面積(PPA)最佳化——超過可觀測 宇宙中所有原子的數量。數十年來,人類工程師在啟發式 電子設計自動化(EDA)工具輔助下,憑直覺與經驗法則 探索這一空間。如今,該方法已撞上認知天花板。將數十億 元件放置以最小化線長與熱量,同時滿足數千項硬約束的問題 已超出人類認知負荷。傳統工具依賴 1980 年代開發的模擬退火等演算法, 將設計困在局部最優,無法察覺釋放極紫外(EUV)光刻 潛力所需的全域架構調整。 本白皮書作為 Veriprajna 的宣言,建立從 3

以人為中心的啟發式到 AI 原生設計的典範轉移框架。我們主張人工 智慧——特別是深度強化學習(RL)——是 摩爾定律的必要除顫器。將晶片物理設計重新定義為 類似西洋棋或圍棋的序貫博弈,而非靜態最佳化任務,我們得以發現「異域」架構: 違背人類對稱與直覺、卻經物理驗證跑得更快、 更涼、更高效的佈局。我們分析 Google AlphaChip 的開創性工作, 以及 MediaTek 與 NVIDIA 等巨頭的產業驗證,證明 RL 代理並非 實驗玩具,而是矽晶主導地位的新引擎。 對企業而言,轉向 6 對企業而言,轉向 深度 AI 解決方案已非可選的研發實驗;而是後摩爾時代的 生存定策。

1. 摩爾定律之死與認知天花板

1.1 古典縮放的崩潰

要理解 AI 在晶片設計中的必要性,必先體認傳統縮放所面對問題的 規模。Gordon Moore 1965 年的預測本質上是 驅動整合的良性循環。數十年來,這一點成立。Dennard 縮放 伴隨摩爾定律,確保電晶體縮小時功率密度維持 恆定,使時脈可提升而不燒熔晶片。 Dennard 縮放在 2000 年代中期因漏電流與熱限制而崩潰,

迫使產業進入多核心時代。如今,摩爾定律本身也搖搖欲墜。先進節點如 3 奈米的 每電晶體成本上升而非下降,因多重圖形化與 高數值孔徑 EUV 光刻的極端複雜度。此外,效能增益 遞減。我們進入「暗矽」時代,熱約束要求 晶片上相當比例的電晶體在任何時刻必須關閉,以 防止熱失控。瓶頸已從電晶體閘極轉向導線。在 現代奈米製程中,微觀銅互連的電阻與電容 主導訊號延遲與功耗。訊號穿越邏輯 閘極僅需皮秒,卻可能需奈秒才能穿越晶圓上電阻性 導線迷宮。 這一物理現實意味著區塊的幾何排列——佈局規劃——是 1

晶片效能最關鍵的決定因素。拉長 關鍵路徑的劣質佈局無法靠更快的電晶體修復。人類工程師偏好的「曼哈頓」佈局—— 整齊的直角行列——是人類 組織限制的審美產物,而非物理最優。它們利於人類理解 卻不利於電子流動。 1.2 認知負荷與搜尋空間爆炸 3

現代邏輯綜合與物理設計的複雜度驚人。高階 AI

加速器或伺服器 CPU 可能包含數千個記憶體巨集(SRAM)與數百萬個 標準邏輯單元。可能放置排列的數量之大,使 暴力搜尋成為不可能。 設計師必須同時最佳化相互衝突的目標:

1.​ 線長(HPWL): 最小化互連總長以降低延遲與

動態功耗。 2.​ 時序收斂: 確保訊號在精確時脈週期

視窗內到達正反器,橫跨數十億條路徑。 3.​ 擁塞: 確保金屬層有足夠物理空間佈線

而不短路。**** 4.​ 熱密度: 分散高活動邏輯以防止劣化

可靠度或觸發節流的熱點。 人類工程師以「分而治之」管理此複雜度。他們將晶片

人類工程師以「分而治之」管理此複雜度。他們將晶片 拆成較小可管理的區塊,個別最佳化後再縫合。 雖實用,此法犧牲全域最優。一區塊的最佳化可能 在鄰近區塊造成擁塞噩夢,但人類設計師無法 在腦中模擬放置決策在整個系統的連鎖效應。我們已 達到「濕件」最佳化的極限。 3

1.3 啟發式的失敗

傳統 EDA 工具旨在協助人類工程師自動化此流程的 繁瑣面向。它們依賴「啟發式」——源自過去 經驗的經驗法則。例如,「將相連區塊放近」是一條啟發式。雖 然大致合理,卻無法考量二階效應,如佈線擁塞或密集區域的 電源網格壓降。

模擬退火(SA)等演算法自 1980 年代起成為佈局規劃業界標準, 透過隨機移動區塊並「降溫」系統以 收斂至解。然而,SA 在現代情境下有兩個致命缺陷。首先,它是 無記憶的 。每次 SA 執行都從隨機種子開始。它不從 前次執行學習,也不從前一代 晶片設計轉移知識。它反覆燒掉可變的運算量,從零解決同一類問題 。其次,它易被困在 局部極小值 。在現代 PPA(功**耗、效能、**面積)指標的 崎嶇高維景觀中,SA 常 滿足於「夠好」的解,因為它無法「看見」隱藏在高成本山脊後的 全域最優。 4

結果是晶片設計仍是勞力密集的迭代流程。專家 物理設計工程師團隊花費數週或數月手動調整佈局, 手動移動巨集以修復啟發式工具遺漏的時序違規。此 「人在迴路」瓶頸是先進矽晶爆炸性成本與 上市時間的主因。 12

2. 典範轉移:晶片設計作為博弈

2.1 從啟發式到學得的直覺

Veriprajna 倡導設計自動化哲學的根本轉變:從 啟發式(靜態規則)轉向** 學得的直**覺(動態策略)。正如西洋棋 特級大師不計算每一步,而是依賴深度、模式匹配的 直覺辨識最強走法,AI 代理可為矽晶 物理發展出「直覺」。

此典範轉移由 深度強化學習(RL) 驅動。在此框架中,我們 將晶片佈局規劃視為要玩的博弈,而非要解的數學問題。

●​ 棋盤: 矽晶晶粒(畫布),離散為放置網格。

●​** 棋子:** 網表元件——記憶體巨集、邏輯叢集與 IP 區塊。

●**​ **走法: 在特定 (x,y)(x, y) 座標與方向放置元件。

●​** 得分:** 源自最終佈局物理品質的複合獎勵函數(線長、功耗、面積、時序)。 透過在各式晶片上玩此「博弈」數百萬次,RL 代理學得泛化

策略。它學到將記憶體控制器放在 I/O 介面附近可降低延遲。它 學到以特定叢集模式排列算術單元可減少擁塞。 關鍵是,它學到這些規則並非因人類編程,而是因 獲得獎勵。 2.2 矽晶的馬可夫決策過程(MDP) 3

技術上,我們將佈局規劃問題表述為馬可夫決策過程(MDP)。

1.​ 狀態空間(

): 在步驟**StS_t,狀態包含當前部分佈局(已** tt放置的區塊)、畫布可用空間的「遮罩」,以及剩餘未放置區塊(網表圖)的豐富特徵 表示。狀態必須 捕捉電路的複雜拓撲——哪些區塊相連、 連接強度如何。 2.​ 動作空間( 12

): 動作是決定下一個巨集放在哪裡。在**AtA_tAlphaChip 表述中,畫布離散為網格(例如 $128 \times 128$),** 動作是選擇網格單元。此序貫決策過程有別於 試圖同時求解所有位置的解析式放置器。序貫 性使代理能依佈局湧現的現實調整策略。 3.​ 轉移機率( ): 環境是確定性的;在單元放置區塊 12

可靠佔據該空間並更新密度圖。PP4.​ 獎勵函數( (i,j)(i, j) ): 這是行為驅動力。與稀疏勝負訊號的棋類不同,晶片設計提供稠密、多目標獎勵。獎勵

通常是**RtR_t成本的負加權和,目標為最小化: ​** ​ RR R=−(α⋅HPWL+β⋅Congestion+γ⋅Density+δ⋅TimingPenalty)R = - (\alpha \cdot \text{HPWL} + \beta \cdot \text{Congestion} + \gamma \cdot \text{Density} + \delta \cdot \text{TimingPenalty}) ​ ​ 其中 HPWL 為半周長線長(線長代理)。代理尋求

最大化累積獎勵,對應最小化 PPA 成本。12 2.3 「異域」佈局現象 此方法最有說服力的驗證之一,是結果設計的視覺本質。人類工程師受認知 可管理性約束,偏好邏輯分組與對稱。我們將記憶體區塊排成整齊欄位,邏輯置於矩形

區域。我們稱此為「曼哈頓」佈局,因其類似城市街區結構。

此方法最有說服力的驗證之一,是結果設計的視覺本質。 設計。人類工程師受認知可管理性約束,偏好邏輯 分組與對稱。我們將記憶體區塊排成整齊欄位,邏輯置於矩形 區域。我們稱此為「曼哈頓」佈局,因其類似城市街區結構。

然而,RL 代理不受人類視覺秩序需求的束縛。其首要忠誠 在於成本函數的物理。因此,AI 生成的佈局在人眼看來常顯混沌。 巨集散佈於不規則叢集;邏輯雲團顯得無定形。 這些被稱為「異域佈局」。然而模擬時,這些異域配置 一致優於人類設計。「混沌」實則是更高階的秩序—— 以剛性人類幾何無法達成的方式,超最佳化關鍵網路的歐幾里得距離。 AI 發現訊號最短路徑很少是沿 主軸的直線,而常是在可用空間中的精巧編織。 這就是「除顫器」效應:向停滯的 設計流程注入非直覺、物理最優的活力。 6

3. AlphaChip 革命:技術深度剖析

3.1 發現的架構

Google 的 AlphaChip(2021 年《自然》論文首次披露)堪稱 EDA 中 AI 的「史普尼克 時刻」。它是首個嚴格證明深度強化 學習代理能在商用級矽晶上超越專家人類團隊的示範。 理解 AlphaChip 架構對掌握 Veriprajna 方法潛力至關重要。

AlphaChip 的核心創新,是能將晶片網表感知為圖,而非文字列表。 標準卷積神經網路(CNN)擅長處理影像 (規則像素網格)。然而,網表是超圖——邏輯閘的不規則連線網。 以導線相連。兩個閘在網表文字中可能相鄰,卻要放於相反的 晶片角落,或反之亦然。

AlphaChip 採用創新**的 基於邊的圖神經網路(Edge-GNN) **。

●​ 嵌入: 系統為網表中每個節點(巨集/叢集) 與每條邊(導線)建立向量嵌入。

●​** 訊息傳遞: 經** GNN 多層,資訊在圖上傳播。記憶體控制器節點「學到」它與三跳外的特定 算術邏輯單元(ALU)節點高度相連。所得嵌入捕捉各元件的 拓撲「中心性」與「引力」。 ●​ 策略與價值網路: 這些嵌入送入兩個神經網路。策略網路

預測最佳下一步(放置當前區塊位置)的機率分佈。價值網路 從當前部分狀態估計晶片最終品質,引導搜尋。 3.2 預訓練與遷移學習 AlphaChip 的「超能力」,也是與模擬退火關鍵差異,是 3

遷移學習 。Google 在多元晶片

區塊資料集上預訓練代理——記憶體控制器、TPU 核心、PCIe 介面與開源 RISC-V 設計 (如 Ariane)。在這些多樣景觀上練習,代理學得佈局規劃的一般原則。 例如,將佈線密集區塊放在 晶粒中心通常造成擁塞。 面對 全新、未見的 TPU 區塊時,代理並非從零(tabula rasa)開始,而是帶著預訓練直覺。這使其在數小時內收斂至超人類

佈局,而人類團隊需數週。隨著代理設計更多 晶片(TPU v5e、v5p、Trillium),它愈發聰明,形成啟發式工具無法匹敵的 良性改進循環。 3.3 優越性指標 AlphaChip 對 Google TPU 世代的影響可量化且深遠。 6

●​ 速度: 設計週期從數月壓縮至數小時。

●​ 線長: 總線長顯著縮減,直接關聯降低

電容與功耗。****

●​ 面積: 巨集更緊密封裝,可縮小晶粒面積或在相同 footprint 納入更多邏輯。

●​** 時**序: RL 代理最佳化時序收斂,減少需手動修復的「負 slack」 路徑。 ​

在最新第六代 Trillium TPU 中,AlphaChip 用於設計更大 比例的區塊,貢獻峰值運算效能較前代提升 4.7 倍

、能源效率提升 67%。6 4. 產業驗證:MediaTek 案例研究 雖然 Google 的成功可被視為擁有無限運算的超規模業者獨特優勢,

領先無晶圓廠半導體公司 MediaTek 採用此技術,

證明其廣泛商業可行性。MediaTek 運用 AlphaChip 原則最佳化旗艦 Dimensity SoC,驅動全球數百萬部 Android 智慧型手機。 4.1 Dimensity 與 PPA 三合一 MediaTek 的 RL 佈局規劃實作鎖定行動矽晶的聖杯:

功耗、效能與面積(PPA)。在激烈競爭的行動市場,5% 電池

續航增益或 2% 晶粒縮減可決定市場領導地位。 表 1:MediaTek Dimensity 9400/9500 效能增益(歸因於先進 設計與製程)

指標 相較前代

提升 戰略意涵
單核心效能
+35%(Dimensity 9400)
+35%(Dimensity 9400) 更快的應用啟動與 回應性。
+28%(Dimensity 9400)
增強多工與 背景處理。 增強多工與
背景處理。
功耗效率 +40%(Dimensity 9400) 顯著延長電池
續航;對 5G/AI
工作負載至關重要。
GPU 效率 +44% 功耗節省 行動裝置「主機級」遊戲
而不觸發熱
節流。
AI 處理(NPU) 2 倍運算 / 少 33%
功耗
支援裝置端
生成式 AI(LLM、Stable
Diffusion)。

資料綜合自 MediaTek 新聞稿與技術分析。 18

雖然這些增益是製程節點改進(台積電 3 奈米)、架構 變更(全大核心)與物理設計的綜合結果,MediaTek 高層明確將 「智慧 EDA」與 RL 演算法歸功於實現這些指標的佈局。 具體而言,RL 代理協助最佳化複雜 L3 快取與 記憶體控制器層級的放置,縮短線長與延遲,直接提升 功耗效率數字。 6

4.2 跨產業連鎖效應

MediaTek 的成功引發業界「FOMO」(錯失恐懼)浪潮。

競爭者與夥伴皆認識到 RL 驅動的 PPA 最佳化是 競爭必需品。

●​** 三星晶圓廠** 報告在關鍵區塊使用類似 AI 驅動流程,將功耗降低 8%, 並在數週而非數月內將時序改善逾 50%。 22

●​ 學術驗證: 哈佛、紐約大學與喬治亞理工教授將 AlphaChip 方法稱為現代研究的「基石」,驗證這是 根本科學進展,而非僅是產品功能。 6

5. 超越佈局規劃:標準單元與佈線

Veriprajna 的願景超越大型巨集區塊的放置。RL 革命是 分形的;它適用於巨觀與微觀尺度。

5.1 NVIDIA NVCell:微觀最佳化

Google 聚焦「巨集」視角,NVIDIA Research 則鎖定微觀世界的 標**準單元佈局 。**標準單元(如 NAND 閘或正反器)是數位 設計的原子單位。最佳化這些單元的內部佈局——排列電晶體與 內部佈線——是涉及 3 奈米/2 奈米層級複雜設計規則檢查(DRC)的 極度細緻工作。

NVIDIA 的 NVCell 框架運用強化學習自動化此流程。

●​ 方法: NVCell 結合模擬退火做初始放置 與 RL 代理做詳細佈線與 DRC 修復。RL 代理學會「清理」 佈局,移動導線與通孔以滿足製造規則,同時最小化 面積。

●​** 結果:** NVCell 生成的佈局面積 92% 小於或等於 專家佈局工程師手繪版本,且 零人為介入。

●​ 意涵: 縮小標準單元庫本身,使用該庫建造的每顆晶片 都更小、更高效。這是乘數優勢。 7

5.2 佈線前沿

下一個主要障礙是** 佈*線 ——在 10–15 層金屬上 以數百萬條導線連接已放置元件。這是規模驚人的 3D 迷宮求解問題。傳統 佈線器(如 A 搜尋)依序佈線。先佈 Net A,再 Net B。到 Net Z 時,板面已擁擠,導致擁塞與長繞道。

RL 代理正被開發用於「擁塞感知」佈線。將佈線視為 多代理路徑規劃問題,AI 可預見擁塞。佈線 Net A 的代理 可能刻意選稍長路徑,為 Net B 保留關鍵通道, 而它從 GNN 嵌入「知道」Net B 是時序關鍵路徑。此「協作」 遠見對序貫啟發式不可能,卻對在全域 獎勵函數上訓練的 RL 代理很自然。 6

6. Veriprajna 方法:企業的深度 AI

Google 與 NVIDIA 的例子代表超規模研發的巔峰。然而,對更廣泛的半導體市場——汽車、IoT、工業與消費 電子——採用 RL 並非複製 GitHub 儲存庫那麼簡單。開源研究論文與量產級流片流程之間 存在巨大鴻溝。 Veriprajna 的存在就是為了橋接此鴻溝。 6.1 「包裝層」與「深度 AI」的區別

今日許多顧問公司提供「EDA 的 AI」,實則只是 LLM

包裝層——為舊工具寫 Tcl 腳本的聊天機器人。雖對生產力有用, 卻非變革性。它不會改變晶片的物理。 Veriprajna 提供 深度 AI 解決方案 。我們不只自動化工具的 介面;我們

替換迴路內的** 最佳**化引擎。我們的代理直接與網表 與物理引擎互動,基於 RL 策略而非僅 腳本指令,做出數百萬次放置決策。 6.2 資料工廠挑戰

RL 進入的主要障礙是資料。RL 代理渴求資料。Google 享有

統一儲存庫收錄每顆曾設計 TPU 的奢侈。多數企業擁有「髒」資料——舊 統一儲存庫收錄每顆曾設計 TPU 的奢侈。多數企業擁有「髒」資料——舊 設計散落各伺服器,格式不一(LEF/DEF、GDSII),命名 慣例不一致。 Veriprajna 的解決方案:我們建構 EDA 資料湖。我們的基礎設施攝取舊設計 檔案,清理與正規化,轉換為「離線 RL」訓練資料集。我們 將貴公司十年流片歷史轉為競爭資產,訓練客製 「企業大腦」,體現設計團隊過去十年的集體智慧。6 6.3 「黑箱」信任問題

主要文化障礙是神經網路的「黑箱」本質。資深工程師看著

「異域」RL 佈局問:「為何把時脈分頻器放那裡?是幻覺嗎?」 Veriprajna 的解決方案:我們為 EDA 實作可解釋 AI(XAI)。儀表板不只 顯示最終結果;還顯示「獎勵軌跡」。我們視覺化代理的 決策過程,突顯敏感度圖,顯示哪些約束 (擁塞、時序、熱)驅動特定放置決策。我們證明「異域」 放置並非隨機,而是對人類工程師 未察覺擁塞熱點的計算回應。 6.4 基礎設施與成本 27

訓練 RL 代理需要大量 GPU 運算。批評者指出訓練的高運算

成本是缺點。然而,這是資本支出與營運支出的權衡。 ●​ 傳統: 工程薪資與數月延遲(機會成本)的高營運支出。

●​** RL 驅動**: 高初始運算資本支出(訓練),但推論(生成新設計)的邊際成本近零,

並大幅縮短上市時間。 ​ Veriprajna 透過遷移學習最佳化此點。我們在公開資料(OpenROAD、RISC-V)上 預訓練晶片設計「基礎 模型」。客戶專案僅需在其特定 IP 上「微調」,相較從零訓練, 運算成本降低數個數量級。12 7. 競爭格局:Veriprajna 對商用 工具

EDA 巨頭 Synopsys 與 Cadence 也已認識 AI 趨勢。將

Veriprajna 的深度 AI 方法與這些既有方案定位很重要。 表 2:AI-EDA 解決方案比較分析

功能

Synopsys DSO.ai Cadence Cerebrus
Veriprajna(深度
RL)
核心技術
AI 驅動設計 空間探索
(DSE)。調校工具
參數。
強化
學習用於
參數調校與
流程最佳化。
深度 RL 直接
物理設計。
代理直接
放置
巨集/單元。
最佳化
層級
後設最佳化:
以不同
設定(旋鈕)多次
執行標準工具。
流程
最佳化:
自動化
RTL 到 GDS 流程
步驟。
原子
最佳化:
代理_就是_放置器。
它玩放置
博弈。
「異域」能力
低。仍依賴
底層 解析式放置器
引擎。
解析式放置器
引擎。
中。可找到
受舊引擎
約束。
高。 生成
根本新穎
拓撲
(「異域佈局」)。
新穎拓撲
(「異域佈局」)。
學習範圍 專案特定。 強化 基礎
Col1 常為新設計
重新學習。
學習與部分
遷移
能力。
模型。在龐大資料集上
預訓練;
真正的跨
架構
遷移學習。
透明度 黑箱產品。 專有
生態系。
開放/可客製。
客戶擁有
訓練策略與
權重。
經濟模式 昂貴授權
附加模組。
昂貴授權
附加模組。
解決方案/服務。
我們在
貴組織內
建構能力。

分析基於產業文獻與技術比較。 22

雖然 DSO.ai 與 Cerebrus 是最佳化既有流程 參數 的優秀工具 (例如找到正確綜合努力等級),Veriprajna 旨在以學得策略替換 演算法 本身。我們不只調校引擎;我們以電動馬達 替換內燃機。

8. 結論:後摩爾時代的戰略路線圖****

摩爾定律已死。物理驅動縮放的可靠心跳已停止。但運算需求——由 我們正在討論的 AI 革命本身驅動——正指數 加速。供給(矽晶縮放)與需求(AI 運算)之間的 背離,創造只有 AI 本身能解決的危機。

強化學習是除顫器。它透過解鎖 新維度的縮放重啟產業心臟:複雜度縮放 。若無法讓電晶體 大幅更小,我們必須更聰明地排列它們。

對半導體企業而言,前路清晰但充滿挑戰。它需要 工程文化的轉型:

1.​ 擁抱異域: 超越對人類可讀「曼哈頓」佈局的偏見。信任 經物理驗證的代理結果。

2.​ 投資資料基礎設施: 舊設計是最有價值的 IP。清理 、儲存並用於訓練 AI。

3.​ 從人力轉向運算: 未來精英設計團隊不是 50 名工程師手動佈局,而是 5 名工程師引導在 GPU 叢集上運行的 RL 代理艦隊。

Veriprajna 已準備好成為此轉型的夥伴。我們不賣工具;我們 交付設計不可能之物的能力。我們正在建構晶片設計 晶片的未來,創造將產業帶遠摩爾定律 限制之外的智慧遞迴迴路。

棋盤已擺好。棋子正在移動。是時候讓代理下這盤棋了。

附錄:技術詞彙

Edge-GNN(圖神經網路): 處理圖結構資料 (節點與邊)的神經網路。「以邊為中心」表示網路明確 更新導線(邊)與閘(節點)的表示,對 理解佈線擁塞至關重要。

HPWL(半周長線長): 估計連接一組接腳所需導線長度的標準啟發式。計算為包圍所有接腳 邊界框周長的一半。最小化 HPWL 是 最小化延遲與功耗的主要代理。

MDP(馬可夫決策過程): 建模決策的數學框架, 在結果部分隨機、部分受決策者 控制的情境中。它是強化學習的正式基礎。

PPO(近端策略最佳化): 流行的強化學習演算法,在 實作難度、樣本複雜度與調參難度之間取得平衡。 OpenAI(ChatGPT 訓練)與 Google(AlphaChip)均使用此演算法。

遷移學習: 為一任務開發的模型 作為第二任務模型的起點。在 EDA 中,這意味著用設計 CPU 學得的 「直覺」協助設計 GPU。

參考文獻

  1. AI Chips Are Scaling Faster Than Moore's Law Ever Predicted - VKTR.com,2025 年 12 月 11 日閱覽, https://www.vktr.com/ai-technology/the-end-of-moores-law-ai-chipmakers-say-its-already-happened/

  2. AI's Computing Revolution Outpaces Moore's Law - Przemek Chojecki - Medium,2025 年 12 月 11 日閱覽, https://pchojecki.medium.com/ai-moores-law-18391003432e

  3. google-research/circuit_training - GitHub,2025 年 12 月 11 日閱覽, https://github.com/google-research/circuit_training

  4. Floorplanning,2025 年 12 月 11 日閱覽, https://cc.ee.ntu.edu.tw/~ywchang/Courses/PD_Source/EDA_floorplanning.pdf

  5. Simulated annealing algorithms: an overview - IEEE Circuits and Devices Magazine,2025 年 12 月 11 日閱覽,http://arantxa.ii.uam.es/~die/[Lectura%20EDA]%20Annealing%20-%20Rutenbar.pdf

  6. How AlphaChip transformed computer chip design - Google DeepMind,2025 年 12 月 11 日閱覽, https://deepmind.google/blog/how-alphachip-transformed-computer-chip-design/

  7. Invited- NVCell: Standard Cell Layout in Advanced Technology Nodes with Reinforcement Learning - IEEE Xplore,2025 年 12 月 11 日閱覽, https://ieeexplore.ieee.org/iel7/9585997/9586083/09586188.pdf

  8. AI, native supercomputing and the revival of Moore's Law | APSIPA Transactions on Signal and Information Processing - Cambridge University Press & Assessment,2025 年 12 月 11 日閱覽, https://www.cambridge.org/core/journals/apsipa-transactions-on-signal-and-information-processing/article/ai-native-supercomputing-and-the-revival-of-moores-law/3791FFFAC8FCA71718FA360D0C8FC0D8

  9. AI Chips: What They Are and Why They Matter,2025 年 12 月 11 日閱覽, https://knowen-production.s3.amazonaws.com/uploads/attachment/file/5306/AI-Chips_E2_80_94What-They-Are-and-Why-They-Mater.pdft

  10. AI Designed an Alien Chip That Works, But Experts Can't Explain Why - Futurism,2025 年 12 月 11 日閱覽, https://futurism.com/the-byte/ai-designed-chip

  11. FLOORPLANNING CHALLENGES IN EARLY CHIP PLANNING,2025 年 12 月 11 日閱覽, https://ceca.pku.edu.cn/docs/20180608094752776081.pdf

  12. How Google Improves Computing Chip Design with Reinforcement Learning | by Devansh,2025 年 12 月 11 日閱覽, https://machine-learning-made-simple.medium.com/how-google-improves-computing-chip-design-with-reinforcement-learning-d59fa5fb0f73

  13. How Google's AlphaChip is Redefining Computer Chip Design - Unite.AI,2025 年 12 月 11 日閱覽, https://www.unite.ai/how-googles-alphachip-is-redefining-computer-chip-design/

  14. State, Action and Reward Space – AI Robotics - Reinforcement Learning Path,2025 年 12 月 11 日閱覽, https://www.reinforcementlearningpath.com/spaces/

  15. Chip Placement With Deep Reinforcement Learning | PDF | Mathematical Optimization - Scribd,2025 年 12 月 11 日閱覽, https://www.scribd.com/document/740911130/Chip-Placement-with-Deep-Reinforcement-Learning

  16. arXiv:2411.10053v1 [cs.AI] 15 Nov 2024,2025 年 12 月 11 日閱覽, https://arxiv.org/pdf/2411.10053

  17. Google Alphachip Redefines How Computer Chips Work - First Movers AI,2025 年 12 月 11 日閱覽, https://firstmovers.ai/googles-alphachip/

  18. MediaTek Dimensity 9400 | Efficiency and AI Performance,2025 年 12 月 11 日閱覽, https://www.mediatek.com/press-room/mediateks-dimensity-9400-flagship-soc -ofers-extreme-performance-and-eff iciency-for-the-latest-ai-experiences

  19. MediaTek's Next Chip Will Boost Low-Power AI in Next Year's Top Android Phones - CNET,2025 年 12 月 11 日閱覽, https://www.cnet.com/tech/mobile/mediateks-next-chip-will-boost-low-power-ai-in-next-years-top-android-phones/

  20. MediaTek Dimensity 9500 Unleashes Best-in-Class Performance, AI Experiences, and Power Efficiency for the Next Generation of Mobile Devices - PR Newswire,2025 年 12 月 11 日閱覽, https://www.prnewswire.com/news-releases/mediatek-dimensity-9500-unleashes-best-in-class-performance-ai-experiences-and-power-efficiency-for-the-next-generation-of-mobile-devices-302562586.html

  21. MediaTek Announces Breakthrough in Artificial Intelligence and Chip Design,2025 年 12 月 11 日閱覽, https://www.mediatek.com/tek-talk-blogs/mediatek-announces-breakthrough-in-artificial-intelligence-and-chip-design

  22. Cadence Extends Digital Design Leadership with ML-based Cerebrus - AI-Tech Park,2025 年 12 月 11 日閱覽, https://ai-techpark.com/cadence-extends-digital-design-leadership-with-ml-based-cerebrus/

  23. NVCell: Generate Standard Cell Layout in Advanced Technology Nodes with Reinforcement Learning - Research at NVIDIA,2025 年 12 月 11 日閱覽, https://research.nvidia.com/publication/2020-12_nvcell-generate-standard-cell-layout-advanced-technology-nodes-reinforcement

  24. NVCell: Standard Cell Layout in Advanced Technology Nodes with Reinforcement Learning,2025 年 12 月 11 日閱覽, https://research.nvidia.com/publication/2021-12_nvcell-standard-cell-layout-advanced-technology-nodes-reinforcement-learning

  25. AI boost for standard cell layout at 3nm ... - eeNews Europe,2025 年 12 月 11 日閱覽, https://www.eenewseurope.com/en/ai-boost-for-standard-cell-layout-at-3nm/

  26. The False Dawn: Reevaluating Google's Reinforcement Learning for Chip Macro Placement,2025 年 12 月 11 日閱覽,https://arxiv.org/html/2306.09633v10

  27. The Five Biggest Challenges in Enterprise AI Adoption - Vantiq,2025 年 12 月 11 日閱覽, https://vantiq.com/blog/the-five-biggest-challenges-in-enterprise-ai-adoption/

  28. The Limits Of AI's Role In EDA Tools - Semiconductor Engineering,2025 年 12 月 11 日閱覽, https://semiengineering.com/the-limits-of-ais-role-in-eda-tools/

  29. AI in Test Engineering: Use Cases, Tools, and Real-World Impact - Tessolve,2025 年 12 月 11 日閱覽, https://www.tessolve.com/blogs/ai-in-test-engineering-use-cases-tools-and-real-world-impact/

  30. Is Synopsys more user friendly to beginners compared to Cadence? : r/chipdesign - Reddit,2025 年 12 月 11 日閱覽, https://www.reddit.com/r/chipdesign/comments/1ica16y/is_synopsys_more_user_friendly_to_beginners/

  31. EDA Deep Dive - Part 3: The AI Era - by Bharath Suresh - Chip Insights,2025 年 12 月 11 日閱覽, https://chipinsights.substack.com/p/eda-deep-dive-part-3-the-ai-era

  32. DSO.ai: AI-Driven Design Applications - Synopsys,2025 年 12 月 11 日閱覽, https://www.synopsys.com/ai/ai-powered-eda/dso-ai.html

  33. Cadence Cerebrus In SaaS And Imagination Technologies Case Study,2025 年 12 月 11 日閱覽, https://semiengineering.com/cadence-cerebrus-in-saas-and-imagination-technologies-case-study/

更喜歡視覺化的互動式體驗?

透過可導覽的章節與資料視覺化,以互動式格式探索本文的關鍵發現、統計數據與架構。

檢視互動版
常見問題

常見問題解答

強化學習如何處理晶片佈局規劃?

RL 將晶片佈局規劃視為表述為馬可夫決策過程的序貫博弈。矽晶晶粒是棋盤,網表元件是棋子,在特定座標放置元件是一步棋。基於邊的圖神經網路建立捕捉電路拓撲連通性的嵌入,餵入策略與價值網路以預測最佳放置。代理最佳化線長、擁塞、密度與時序的複合獎勵。

什麼是異域佈局?為何優於人類設計?

異域佈局是 AI 生成的平面圖,在人類工程師眼中顯得混沌——巨集散佈於不規則叢集而非整齊的曼哈頓行列。它們表現更優,因為人類對稱偏好是認知舒適產物,而非物理最優。RL 代理忠於物理成本函數,發現最小訊號延遲常需沿可用空間精巧編織,而非沿主軸的直角路徑。

AI 驅動晶片設計與 Synopsys DSO.ai、Cadence Cerebrus 有何不同?

DSO.ai 與 Cerebrus 執行後設最佳化——以不同參數設定執行既有 EDA 工具以找到更佳配置。Veriprajna 的方法以 RL 代理直接決定巨集座標,替換放置引擎本身。此「原子最佳化」生成舊工具約束內不可能的新穎拓撲,而跨晶片世代的遷移學習創造複利式設計智慧。

自信打造您的 AI。

與一支在打造新世代企業級 AI 方面擁有深厚經驗的團隊攜手合作。讓我們協助您設計、建置並部署值得信賴的 AI 策略。

Veriprajna 深度科技顧問公司 專精於為醫療、金融及法規監管領域打造攸關安全的 AI 系統。我們的架構均依循既定規範進行驗證,並備有完整的合規文件。