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新软件的承诺,大大简化了芯片设计

在图表分析的突破可能帮助工程师跟上摩尔定律的步伐

microchip

在1975年,英特尔创始人戈登·摩尔预测,晶体管在单一芯片数量将每两年翻一番。他是对的:硅晶片,在刚刚举办的几千元晶体管上世纪70年代,现在常含有数百亿组件。这使得芯片设计一个非常复杂而昂贵的过程,与工程师数月的设计和测试电路,任何个人的芯片工作的团队。

现在,研究人员在技术承诺的AG体育的突破,以简化芯片的设计过程。使用被称为谱图理论数学的一个分支, 电气和计算机工程 副教授卓锋 和他的团队开发的算法,使得它更容易理解十亿不同芯片组件之间的关系,而且还提供了丰富的洞察到许多其他类型的数据。 “从芯片设计到社交网络,我们生活在一个相互关联的信息世界,”冯说。 “我们的算法,让我们更有效地管理数据比以往任何时候。”

球队的方法解释的信息,或图形网络,数字矩阵。探索这些矩阵称为特征向量的数学属性提供了深入了解在图表的底层结构,即使构成该图形的特定数据是未知的。 “这是一个强大的,数学的声音,并接近大网络的,高度有效的方法,”冯说。 “它让我们创建一个图形的高品质代理是保存有关图形的结构的重要信息。”

基于这些算法,冯创造了一系列的软件工具来简化,充实,或同时保留他们的结构和内容信息的冷凝图。一个这样的工具,该曲线图的光谱sparsifier(草),“sparsifies”由剥离了顶点或数据点之间的较不重要连接的曲线图,有点像通过除去边街道和加强主要公路简化的路线图。

芯片设计人员可以使用草提炼复杂的电路为可管理的原理图,可以很容易地微调和测试,同时保留所有关于各个组件的位置的原始信息。其根本上简化芯片设计过程中,允许与十亿元件以在仅仅几个小时进行分析的集成电路。 “这显然是都非常看好,非常强大,”冯说。

关键的是,托换草的算法是面向未来的,并会提供高效的见解无论多么拥挤微芯片成为未来。 “我们的方法尺度几乎呈线性,因此如果芯片组件双打的数量,我们的运行时间将增加大约一倍,”冯说。这是在过去的努力,以自动化芯片设计,它看到的运行时间增加更加迅速,当芯片的复杂性增加了一倍一个巨大的进步。 “因为芯片复杂每隔一年增加一倍,我们的方法的可扩展性是它的一个最重要的事情,”冯说。

AG体育球队的算法也功率的另一个软件工具,在尺度(graspel)图谱学习,即引入频谱方法在杂​​乱无章和潜在的高维数据集辨别结构。这几个数据挖掘和机器学习问题,如图像识别很重要,因为它可以通过在构成图像的基础数据斑点图案图像转换成不同的类别进行分类,从而确定其内容。

graspel将是芯片设计是有用的,也允许工程师理解如线的几何形状,晶体管尺寸,功率,速度和成本基本电路设计参数之间的关系,并根据在其数据以前未识别的图案优化微型电路。 “现在我们还在打基础,但我们希望从现在芯片设计师几年将定期使用这些工具,”冯说。

最后,冯的团队已经合作开发了一个名为graphzoom工具,使巨大的图表低维向量表示的高效和有效的提取。该graphzoom架构可以处理各种大图数据集 - 从纳米级芯片网络到社交网络的全部 - 被比以前更快处理数百次。因为graphzoom封装在不同尺度的光谱类似的图表示的层次结构,它有时会产生高达比以前的方法的20%更准确的结果。 “这是所有很新,但它会产生广泛的应用不久,”冯说。

该软件已经公开发布以供学术研究人员,并且也正在通过行业合作伙伴进行测试,如NVIDIA。下,峰计划研究的光谱算法面临更奇特的数据集,如超图,其中,每个边缘可以包括多个不同的顶点,或数据点,在同一时间,以及向图,其中连接在特定方向流动。 “即使是这些非常复杂的图表,我们相信我们可以发展更快的算法,”博士。冯说。 “我们的方法将让我们更有效率比以往任何时候都被以前可能应对各种图形。”

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