Uusi AWS AI -laitteistoyritys opettaa tekoälyä ajattelemaan fysiikkaa

Tekoälyn buumin myötä kaikki sijoittajien huomio tietokoneiden laitteistoon on kohdistunut ultra‑edistyneisiin siruihin, GPU:ihin ja muistiin.

Kuitenkin näiden komponenttien yhdistämiseksi koneissa ja kulutustavaroissa, pesukoneista autoihin ja teollisuusrobottiin, tarvitaan piirilevyjä (PCB). Ne ovat tasaisia levyjä, joita käytetään fyysisesti tukemaan ja sähköisesti yhdistämään elektronisia komponentteja.

Lähde: Quilter AI

PCB‑levyjen valmistus ei ole triviaalista, mutta se on hyvin ymmärretty ja mittakaavassa skaalautuva kypsä toimitusketju, jossa itse valmistus on yhä enemmän täysin automatisoitua. Suunnittelu sen sijaan ei ole lainkaan helppoa, ja se on itse asiassa yksi viimeisistä manuaalisista vaiheista elektroniikkakehityksessä.

Erikoisasiantuntija piirtää suunnitelman käsin ja asettaa satoja tai tuhansia komponentteja sekä reitittää kuparijäljet, jotka yhdistävät ne useiden kerrosten läpi. Kohtalaisen monimutkaisen levyn layout kestää neljästä kahdeksaan viikkoa. Monimutkaisemmat järjestelmät, kuten autoteollisuuden elektroniikka tai tietokoneet, vievät kolme kuukautta tai pidempään.

Tämä voi muuttua hyvin nopeasti, kun uusi startup nimeltä Quilter AI käyttää nyt tekoälyä automatisoimaan tätä prosessia. Se voi muuttaa viikko‑ tai kuukausiprosessin vain muutamaksi päiväksi, säästäen paljon työtunteja PCB‑suunnittelijoille.

Miksi PCB‑suunnittelu on niin vaikeaa?

PCB:t ovat erittäin monimutkaisia 3D‑fyysisiä järjestelmiä, jotka tarvitsevat monien rajoitteiden tasapainottamista hyvän suunnittelun saavuttamiseksi:

• Tilaa/mekaaniset rajoitukset: komponenttien on paitsi järjestettävä yhteen, myös sovittava erittäin tiukkaan tilaan.
• Sähköinen kohina: virran kulku aiheuttaa mahdollista teho‑vuotoa, tahatonta signaalinsiirtoa ja elektromagneettista häiriötä (EMI), mikä edellyttää ei‑toivottujen sähköisten vaikutusten ennakointia.
• Lämpöhallinta: korkean tehon komponenttien ei tule luoda liikaa kuumia pisteitä; kuparinen jäähdytyselementti on lisättävä lämmön poistamiseksi, eikä tuulettimien ilmavirtoja saa estää.
• Valmistusrajoitukset: rajoitteet siitä, miten valmistuskemikaalit ja -työkalut toimivat, edellyttävät suunnittelun välttävän esimerkiksi kuparijälkien teräviä kulmia tai liian ohuita juotosmaskia, sekä huomioivan toteutettavissa olevat reikäkoot jne.

Monien näiden ongelmien ratkaiseminen voi pahentaa toista, mikä tarkoittaa, että PCB‑suunnittelu on tasapainottelua, jossa täytyy täyttää kaikki tekniset tavoitteet samalla kun pysytään kustannus‑, energiankulutus‑, suorituskyky‑ ja kokovaatimusten rajoissa.

Tuloksena, tähän asti suurin osa automatisoiduista avustajatyökaluista PCB‑suunnitteluun oli hyödyllistä, mutta ne vaativat voimakasta ihmiskontaktia ongelmien havaitsemiseksi. Lisäksi herkät piirit vaativat erikoistuneita, ei‑standardisia layoutteja.

Lähde: Cadence

Quilter AI -yleiskatsaus

Quilterin historia

Quilter perustettiin Sergiy Nesterenkon toimesta viiden vuoden jälkeen SpaceX:ssä vanhempana säteilyvaikutusinsinöörinä, jossa hän kehitti elektroniikkaa Falcon 9:lle ja Falcon Heavy‑lle, sekä aiemmin Kaliforniassa tutkijana.

“Opiskelin kolminkertaisesti matematiikkaa, fysiikkaa ja kemiaa Berkeleyssä, en siksi että halusin erikoistua, vaan koska halusin hallita perusteet. Se tekee kaikesta muusta helpommin opittavaa.”

Yrityksen tiimi koostuu SpaceX:n, Apple:n (AAPL ), NASA:n, Johns Hopkins APL:n ja MIT:n insinööreistä. Se on myös palkannut Electronic Design Automation (EDA) -rakentajia PCB‑automaatioyrityksistä Cadence ja Synopsys.

Yritys keräsi 10 M $ Series A -rahoituksena vuonna 2023 ja lisää 25 M $ vuonna 2025, vuosi avoimen betan lanseerauksen jälkeen. Yritys lanseerasi ilmaisen tason elokuussa 2025, jossa ratkaisun hinta perustuu käyttöön, poiketen usein kalliista ohjelmistotilausmallista, joka hallitsee alaa.

“Kun lataat levyn Quilteriin, lataushetkellä reitittämättömien nastojen määrä on suunnittelun nastamääräsi. Maksat vain siitä, mitä Quilter tarvitsee kääntääkseen, ei enempää. Jos reitität osan levystä ennen lataamista (RF‑verkot, fan‑outit, korkean jännitteen osat), ne reititetyt nastat eivät lasketa. Quilter reitittää olemassa olevan työsi ympärille ja veloittaa vain niistä nasteista, joita sen täytyy käsitellä.”

Quilter ei myöskään tarjoa omia proprietaarisia formaatteja eikä lukitse käyttäjiä, mikä helpottaa PCB‑suunnittelijoiden käyttöönottoa ja integrointia olemassa oleviin työnkulkuihin ja valmistustyökaluihin.

Lähde: Quilter AI

Fysiikan tuominen tekoälyyn

Yleisesti ottaen tekoälyä on tähän mennessä käytetty enimmäkseen tekstin ja kuvien generointiin, mukaan lukien tietokonekoodi. Mutta se kamppailee usein todellisen fysiikan kanssa, minkä vuoksi uusi tekoälyn kehityksen fokus on fyysinen tekoäly, erityisesti robotiikkasovelluksissa (seuraa linkkiä saadaksesi täyden raporttimme tästä aiheesta).

Quilter on ottanut käyttöön lähestymistavan, jossa yhdistetään vahvistusoppiminen, koneoppiminen ja neuroverkot, jotta heidän tekoälynsä ymmärtäisi paremmin, miten todellinen fysiikka luo rajoitteita PCB‑suunnittelussa.

Lähde: Quilter AI

Tuloksena Quilterin tekoälyä ei ole suunniteltu jäljittelemällä olemassa olevia levyjä ilman “ymmärrystä” siitä, miksi ne on tehty juuri niin, ja oppimalla ihmisiltä. Tämä lähestymistapa, joka on samankaltainen kuin useimpien LLM:ien perustoimintatapa, johtaisi usein vakavaan ongelmaan, kun useita rajoitteita on samanaikaisesti.

“Quilter luo täydellisiä layoutteja tekoälyn avulla, joka on koulutettu todellisen fysiikan ja valmistusrajoitteiden perusteella, ei ihmisen esimerkeillä. Tämä antaa insinööreille mahdollisuuden tutkia suunnittelutiloja, jotka ihmisen intuitio on sulkenut, paljastaen ratkaisuja, jotka olisivat muuten jääneet havaitsematta ilman fysiikka‑ensimmäistä laskentaa.”

Sen sijaan tekoälyn täytyy ymmärtää sähkövirran, elektromagnetismin ja komponenttien käyttämän fyysisen tilan fysiikka, ja suunnitella PCB sen mukaisesti.

Jokainen Quilter AI:n alikomponentti‑agentti sijoittaa komponentteja, reitittää jälkiä, arvioi fysiikkaa ja oppii, mitkä valinnat tuottavat parempia tuloksia. Miljoonat iteraatiot hiovat sijoitus‑ ja reititysstrategioita, tasapainottaen rajoitteita ilman ihmisen ennakkoluuloja, tuottaen epätavallisia reititysmenetelmiä ja sijoitusstrategioita.

“Emme pyri vastaamaan ihmisiä. Pyrimme ylittämään heidät välttämällä heidän rajoitteensa kokonaan.”

Tämä tarkoittaa, että kymmeniä layoutteja luodaan samanaikaisesti, jokainen arvioidaan valmistettavuuden ja rajoitteiden kattavuuden perusteella. Suunnittelutiimit voivat tutkia tällä työkalulla 100 × enemmän suunnitteluvaihtoehtoja ilman viivästyksiä tai kompromisseja. Käyttäjät voivat myös nopeasti testata, kuinka pieni tai tiheä levy voi realistisesti olla lataamalla useita variaatioita rinnakkain.

“Quilter luo ensimmäisen autonomisen PCB‑suunnittelumoottorin. Se ei ole autorouter, co‑pilot tai LLM. Se on fysiikka‑ensimmäinen tekoälyjärjestelmä, joka oppii luonnonlaeista itse, ei ihmisten pikaratkaisuista.”

Ihmisten päätöksenteon vahvistaminen

Quilter AI voi toteuttaa yksinkertaisia levysuunnitelmia vain 15 minuutissa. Mutta monimutkaisemmissa, tuhansia nastoja sisältävissä suunnitelmissa järjestelmä toimii yön yli.

Jokaiselle lähetykselle Quilter tutkii useita sijoitus‑ ja reititysehdokkaita eri pinnoitteiden läpi rinnakkain, tarjoten insinööreille valikoiman vaihtoehtoja arvioitavaksi. He voivat sitten ladata tulokset omaan ECAD‑työkaluunsa, tarkastella ja hioa, ja tarvittaessa lähettää uudelleen.

Quilter toimii kaupallisella alustallaan “app.quilter.ai”, AWS:n US West -alueella, ja suunnittelee laajentavansa US Eastiin ja lopulta Eurooppaan. Tämä antaa yritykselle tehokkaan ja yksinkertaisen tavan skaalata toimintaansa hyödyntämällä Amazonin (AMZN ) pilvilaskentatehoa. On myös mahdollista ajaa itse isännöity AWS‑ympäristö, jotta arkaluonteinen data ei koskaan poistu yrityksen infrastruktuurista.

Se, että Quilter ei kouluta omia mallejaan asiakkaiden tai muiden olemassa olevien levyjen dataan, on myös etu sektorilla, jossa IP‑suoja on äärimmäisen tärkeää, kuten ilmailu‑ tai puolustusteollisuudessa.

Työnkulku muuttaa insinöörit manuaalisista jäljenpiirtäjistä orkestroijiksi, jotka voivat ajaa useita levyvariantteja rinnakkain, muuttaen neljännesvuosittaisen suunnittelusyklin viikoittaiseksi kokeilu‑ ja oppimiskierrokseksi.

“Maailma, jossa on Quilter, on maailma, jossa levyt ovat yhtä runsaita ja iteratiivisia kuin ohjelmistokäännökset, luoden uuden paradigman, jonka nimeämme Hardware‑Rich Development™. Quilter antaa huippu‑PCB‑suunnittelijoille supervoiman muuttaa viikot päiviksi. Se on täydellinen paradigman muutos. Kun iteroit nopeammin, voit ylittää kilpailijasi innovaatiot.”

Prosessi tarjoaa etuja kaikille PCB‑ammattilaisille, nopeampien läpimenoaikojen, uusien suunnitelmien ja helpon integroinnin olemassa oleviin CAD‑työkaluihin muodossa.

Lähde: Quilter AI

Äskettäin Quilter toteutti kunnianhimoisimman projektinsa tähän mennessä, Project Speedrun, suunnitellen 843‑komponenttisen Linux‑tietokoneen (kaksi levyä, 5 141 nastaa, nopea DDR4, eMMC, PCIe, CSI/DSI, GigE). Normaalisti tällaisen tuloksen saavuttaminen vaatisi 400–450 tuntia manuaalista layouttia. Quilter vähensi sen 38,5 tuntiin ihmistyötä, loput tehtiin autonomisesti.

“Quilter hoiti toistuvan suunnittelutyön, kun insinööri pysyi hallinnassa. Automaatio hoiti sijoituksen, reitityksen ja fysiikkatarkistukset, vapauttaen hänet keskittymään firmware‑valmisteluun, dokumentointiin ja rajoitteiden hienosäätöön.”

Sijoittaminen fyysiseen tekoälyyn

NVIDIA

Alun perin GPU‑laitteistovalmistajana videopelien ja muiden grafiikkalaskentatehtävien tarpeisiin, NVIDIA (NVDA ) on kehittynyt massiiviseksi AI‑laitteistoyritykseksi, mikä on antanut sen osakkeelle maailman suurimman markkina-arvon.

NVIDIA tunnisti tekoälyn potentiaalin varhain, kauan ennen kuin kukaan erikoistunut tutkija välitti hermoverkoista. Tämä oli tuolloin riskialtis siirtymä todentamattomaan, juuri syntyvään sektoriin, tai kuten Jensen Huang on sanonut:

“Investoimme nollamilliardisiin markkinoihin.”

Vuonna 2016 & 2017 NVIDIA julkaisi Pascal‑ ja Volta‑arkkitehtuurit, jotka olivat ensimmäisiä GPU‑pohjaisia AI‑kiihdyttimiä, ja Volta esitteli Tensor‑ytimet, jotka nopeuttivat syväoppimistehtäviä jopa 12‑kertaisesti vuoteen 2024 mennessä.

Sijoittajat ovat olleet hieman huolissaan siitä, että NVIDIA saattaa pian loppua uusista markkinoista, jotka oikeuttaisivat sen korkeat arvostuskerroin. CES‑messuilla 2026 (Consumer Electronics Show) NVIDIA ilmoitti uudesta fokuksesta fyysiseen tekoälyyn.

Tämän toteuttamiseksi NVIDIA julkaisi Cosmos‑alustan (ATOM ), joka nopeuttaa fyysisen tekoälyn kehittämistä autonomisille ajoneuvoille (AV), roboteille ja videon analytiikka‑AI‑agenteille; Isaac GR00T N1.6, visio‑kieli‑toimintamalli, joka on rakennettu erityisesti humanoidiroboteille; ja OSMO‑ohjelmiston, “orkestroijaa”, joka on tarkoitettu fyysiseen tekoälyyn.

Fysiikan käyttöönotto tekoälyn avulla roboteissa, itseohjautuvissa autoissa ja muissa autonomisissa järjestelmissä tarjoaa NVIDIA:lle monia uusia markkinoita, joille myydä laitteistoaan. Ja vaikuttaa siltä, että tekoäly toimii myös mahdollistajana fyysisen laitteiston suunnittelussa, mikä edelleen vahvistaa kasvavan kysynnän potentiaalia AI‑laskentateholle.

Uusimmat NVIDIA (NVDA) -osaketuotteiden uutiset ja kehitykset