Yarı İletken Mühendisliği, Carnegie Mellon Üniversitesi'nde Coraluppi Başkanı ve Tanoto Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Profesörü ve bu yılın Öncü Katkılar dalında Phil Kaufman Ödülü'nü kazanan Larry Pileggi ile görüştü. Aşağıda o konuşmadan alıntılar yer alıyor.

SE: Yarı iletkenler ve özellikle de EDA alanında çalışmaya ilk ne zaman başladınız?

Pileggi: Bu 1984'te Westinghouse araştırmasındaydı. Analog ve dijital ASIC'ler yapıyorduk ve dijitalde mantık simülatörleri vardı. Ancak analog olarak bunları Westinghouse'da simüle etmenin bir yolu yoktu. Makineye SPICE bile yüklememişlerdi. Böylece Berkeley'den SPICE'ın bir kopyasını aldım ve kaseti yükledim ve araştırma merkezinde onu ilk kullanan ben oldum. Ne kadar sınırlı olduğunu gördüm ve 'Bundan daha olgun şeyler olmalı' diye düşündüm. Orada çalışırken CMU'da (Carnegie Mellon Üniversitesi) Andrzej Strojwas'tan ders alıyordum. O derste birkaç hafta geçirdikten sonra yanıma geldi ve 'Doktora için gerçekten okula geri dönmen gerektiğini düşünüyorum' dedi. O ana kadar bunu hiç düşünmemiştim. Ama okula gitmek için para alıyor musun? Harikaydı, ben de kaydoldum.

SE: Analog devre simülasyonu büyük ölçüde kaba kuvvettir, değil mi?

Pileggi: Piyasadaki araçlar gerçekten çok iyi. Piyasada pek çok SPICE var ve hepsinin gerçekten harika şeyler yapabilecek kendi nişleri var. Ancak bu kolayca ölçeklenebilecek bir şey değil. Bu gerçekten zorlu bir işti. En içteki döngüde kaba kuvvet var, ancak bunu donanımla hızlandırabilirsiniz.

SE: Ara bağlantı ölçeklenmeye devam ettikçe ara bağlantı gecikmesiyle başa çıkma konusunda sizin için 'aha' anı neydi?

Pileggi: Çipler üzerinde ortaya çıkan RC ağlarına özel bir sorun sınıfı olarak bakmak konusunda bir miktar ilgi vardı. Paul Penfield ve MIT'deki diğerleri bunu yaptı Elmore Darbe tepkisinin ilk anını kullanarak RC çizgilerinin yaklaşımı. Bu, amplifikatörlerin gecikmesinin tahmin edilmesiyle ilgili 1930'larda Elmore'un bir makalesinden. Mark HorowitzPenfield'ın bir öğrencisi, bunu birkaç dakikaya yaymaya çalıştı. Yaptığımız şey daha çok genelleştirilmiş bir yaklaşımdı, birçok momenti kullandık ve bu RC çizgilerine uygulayabileceğiniz yüksek dereceli yaklaşımlar oluşturduk. Yani bunu gerçekten ağdaki baskın zaman sabitlerini veya baskın kutupları hesaplamak için kullanıyorsunuz. Ve RC devreleri için gerçekten ilginç olan şey, ağ büyüdükçe kutupların da daha baskın hale gelmesidir. Yani orada bir milyon düğümünüz olabilir - ve bu bir milyon kapasitör ve bir milyon kutuptur - ancak bir RC hattı için bunlardan üçü onu gerçekten iyi modelleyecektir. Bu, işleri gerçekten verimli hale getirir ve bu üçünü verimli bir şekilde yakalayabilmenizi sağlar. Ben saftım, Fransız matematikçilerin [Henri] gibi olduğunu bilmiyordum. Ped zaten çok daha önce Pade yaklaşımlarını denemişti. 'Ah, bu işe yaramalı' diye daldım. Ve bunun neden işe yaramadığıyla ilgili birçok gerçekle karşılaştım. Ancak daha sonra devre teknik bilgimin bir kısmını uygulayıp onu çok etkili bir şekilde çalışabileceği bir yere sığdırmayı başardım.

SE: Bu ilk çalışmaların çoğu radyo sinyalleriyle ilgiliydi. Ancak bunu bilgisayar dünyasına taşıdığınızda, bununla başka ne yapabilirsiniz? Ve eğer artık her şeyi tek bir çipe koymak zorunda kalmazsanız, bu bazı şeyleri değiştirir mi?

Pileggi: Örneğin bir IC için güç dağıtımını ele alalım. Bu öncelikle çip üzerinde RC fenomeninin hakimiyetindedir. Direnç, jωL empedansına, yani endüktansa çok hakimdir. Ancak bir pakete geçtiğinizde bu farklıdır. Farklı çipleri bir araya getirirseniz, ister istifleyin ister bir aracıya koyun, endüktans çirkin yüzünü göstermeye başlar. Endüktansın modellenmesi ve simüle edilmesi olağanüstü derecede kötüdür. Sorun şu ki, kapasitanslara baktığınızda, bu, en yakın bağlaşımları aldığınız ve 'Tamam, bunun davranışa hakim olacağını söyleyecek kadar bu kapasitansa sahibim' dediğiniz bir potansiyel matristir. Aslında ihtiyacınız olmayan şeyleri atıyorsunuz. Endüktans ile kapasitansla karşılaştırıldığında bir üst ilişki vardır. Şimdi, baskın endüktans etkisini istiyorsanız bunu elde etmek o kadar kolay değil. Her şeyden diğer her şeye karşılıklı bağlaşımlarınız varsa ve bağlaşımları uzaktaki şeylere atacağımı söylerseniz, doğruluk açısından bakıldığında bu makul görünen bir şeydir, ancak yaklaşımın kararlılığını etkiler. Esasen, pozitif kutuplar elde edecek şekilde akının korunumunu ihlal edebilir. Yani aslında küçük endüktans terimlerini bir kenara atarak kararsız sistemler yaratabilirsiniz. Genellikle birisinin endüktansı hesapladığını gördüğünüzde, bu aslında sadece bir tahmindir veya bunu kararlı bir modele dönüştürmek için bazı şeyler yapmıştır.

SE: Bu simülasyon 80/20 kuralına mı yoksa 90/10 kuralına mı dayanıyor?

Pileggi: Çoklu çip işlerini yapmaya başlamadan önce sahip olduğumuz paketler için bile güç dağıtımı RC'ydi, ancak onu birçok metal katmanından oluşan bir pakete çevirdiğinizde LC'ydi. Son 20 yıldır aynı sorunu yaşadık ama yaşananlar iyi mühendisler tarafından yönetildi. Çiplerin çalışacağından emin olmak için çok muhafazakar yöntemler uyguluyorlar.

SE: Şimdi, bunu gelişmiş düğümlere ve paketlere yığdığınızda ve tüm bu marjı ortadan kaldırdığınızda, ciddi zorluklarla karşılaşırsınız, değil mi?

Pileggi: Evet, bu yüzden elektrik şebekelerine geçmem için iyi bir zamandı.

SE: Toplumlarımız için elektrik şebekelerinin yerelleştirme, doğru ve alternatif akımın karıştırılması ve bir dizi invertör gibi kendi sorunları var.

Pileggi: Bu büyüleyici bir problem. Bu işe ilk adım attığımda bir öğrencim bana simülasyonun nasıl yapıldığını anlatmaya başladı. 'Vay canına, bu hiç mantıklı değil' dedim. Safça bunun büyük bir pist gibi olduğunu düşünmüştüm ama bundan çok daha fazlası var. Üzerinde çalışılması çok güzel bir problem. Bu problem için gerçekten heyecan verici birçok teknoloji geliştirdik. İnvertörlerde tam bir kontrol döngüsü vardır. Kömürle beslenen büyük döner makinelerde sahip olduğunuz atalet yoktur. Ancak tüm bu bileşenler aynı ızgarada var. Şebekenin dinamik olarak nasıl davrandığı göz korkutucu bir sorundur.

SE: Bu da hava durumuna göre değişiyor mu? Ortam sıcaklığında geniş farklılıklar ve başa çıkmanız gereken her türlü gürültü var.

Pileggi: Evet kesinlikle. Aslında çizgilerin davranışı büyük ölçüde sıcaklığın bir fonksiyonudur. Bu, iletim hatlarının ne kadar dirençli olduğunu etkiler. Frekans çok düşük, ancak uzunluklar çok uzun, dolayısıyla benzer sorunlarla karşılaşıyorsunuz, ancak yenilenebilir enerjilerde bu durum daha da fazla. Güneş var, sonra bulut, sonra güneş. Veya rüzgar yön değiştirir. Daha sonra kullanmak üzere enerjiyi nasıl depolarsınız? Yerdeki ağır pillerden ve bunun gibi şeylerden bahsettikleri yer burası. Bunu elimizdeki gibi eski bir ızgarayla yapmak zordur. Sıfırdan başlamayı tercih ederim.

SE: Elektroniğe başladığınızda, bu büyük ölçüde çok büyük araştırma bütçeleri olan çok büyük şirketlerin alanı mıydı?

Pileggi: Evet, yönetimin gerçekten fark yarattığı noktayı burada gördünüz. Westinghouse Research gibi bu şirketlerin bazıları inanılmaz Ar-Ge tesislerine sahipti, ancak çalıştığım tüm galyum arsenit araştırmaları gibi bunları etkili bir şekilde kullanmadılar. Ne zaman bir şeyi iyileştirmek için bir şeyler geliştirsek, yönetim bununla ne yapacağını her zaman bilemiyormuş gibi görünüyordu. Tanıştığım en zeki insanlardan bazılarıyla çalıştım ve onlar uzaydaki ilk kamera gibi projeler üzerinde çalışmışlardı ama belirsizlik içinde yaşıyorlardı. Kimse onların çalışmaları hakkında hiçbir şey bilmiyordu, ama harikaydı.

SE: Matematikle ilgili bir soru daha. Görünüşe göre çok güçlü bir poker oyuncusu olarak tanınıyorsunuz. Bu iki dünya nasıl çarpıştı?

Pileggi: Bir DARPA toplantısı için Las Vegas'taydım ve öğleden sonra izinliydim ve bir Texas Hold'em poker turnuvası yapılıyordu. Eğlenceli olacağını düşündüm, bu yüzden dört beş saat oynadım, nakavt oldum ve bu bana 100 dolara mal oldu. Ama yine de ilgimi çekti. Pittsburgh'a geri döndüğümde yerel kumarhanemizin turnuvaların olduğu bir poker odası açtığını gördüm. Muhtemelen bu konuyla ilgili 30'a yakın kitap okuduğum için iyileşmeye başladım. Ne kadar çok oynarsanız, bunun birçok katmanı olduğunu o kadar çok fark edersiniz. Sonunda Vegas'taki Dünya Serisinde oynadım çünkü bu yapılacaklar listesindeki bir şey gibi ve ilk kez ana etkinliğin ikinci gününe kadar ulaştım. Bu, yarışı ilk %40'ta bitirmeye eşdeğerdir. Pittsburgh'a döndüğümde kumarhanede 'Amerika'da Poker Gecesi' etkinliği vardı. Yaklaşık 300 kişi ve bazı profesyoneller vardı. Ben de orada oynadım ve birinci oldum. 2013'ün Şükran Günü civarında bir cumartesiydi. Öğleden gece yarısına kadar oynadık ve sonra Pazar günü yeniden başlıyorsunuz. Belki sabah 5'e kadar oynadık

SE: Bunun bedeli ağır olmuş olmalı.

Pileggi: Evet, çünkü yeni bölüm başkanlarının aranmasına başkanlık ediyordum. Pazartesi sabahı kaçıramayacağım bir toplantım vardı, bu yüzden herkese bir saat geç kalacağımı bildiren bir e-posta gönderdim ve toplantıyı erteleyip erteleyemeyeceklerini sordum. Eve gittim, bir şeyler yedim, bir saat uyudum ve son oylamayı yapmak için kampüse gittim. Ne oldu diye sordular. Bir poker turnuvasında olduğumu söyledim. Şaka yaptığımı sandılar. Ama sonra beni televizyonda gördüler. Bütün yerel haber istasyonları konuyu 'Yerel profesör okulu asıyor' şeklinde haber yaptı. 34 yıldır konuşmadığım birinden telefon aldım. Dekanım oğlunun mühendisliğin aptalca olduğunu düşündüğünü söyledi. Ama sonra bu mühendisin bu poker turnuvasını kazandığını öğrendi ve şimdi mühendisliğin gerçekten harika bir şey olduğunu düşünüyor.'

SE: Bu durum mühendislik derslerinizi nasıl etkiledi?

Pileggi: İki yıl önce bölüm başkanı olduğumda burada bir grup öğrenciye kendimi tanıttım ve soruları olup olmadığını sordum. Genç bir bayan elini kaldırdı ve şöyle dedi: 'Evet, bize poker oynamayı öğretebilir misin?' Artık öğrencilerle her sömestrde bir poker antrenmanı yapıyorum.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://semiengineering.com/latency-interconnects-and-poker/