Una Ricottura Simulativa nella Costruzione di Circuiti con l'Intelligenza Artificiale: Ottimizzazione del Placement per Circuiti Integrati

Il Placement di Circuiti Integrati (posizionamento dei blocchi logici su un chip) è un problema di ottimizzazione combinatoria (NP-hard) con forti analogie al problema del Commesso Viaggiatore e al Protein Folding. L'obiettivo primario è determinare la configurazione spaziale ottimale dei componenti e delle loro interconnessioni al fine di minimizzare la lunghezza totale dei fili (riducendo ritardi e consumo energetico) e prevenire la sovrapposizione dei blocchi.In questo studio, viene applicata l'euristica della Ricottura Simulativa (SA) per risolvere la complessità di questo design space. Lo Stato del sistema è definito dalle coordinate di tutti i blocchi logici. La Funzione di Energia (E) è una metrica complessa che combina il Costo Soft (lunghezza totale dei fili, calcolata tramite Distanza di Manhattan ponderata dalla matrice di interconnessione J) con un Costo Rigido (penalità elevatissima per le sovrapposizioni).L'SA sfrutta la sua capacità di Accettazione Probabilistica di Stati Peggiorativi (Esplorazione), regolata dalla temperatura, per evitare minimi locali e accedere a configurazioni globalmente migliori. L'implementazione su un esempio simulato di 5 blocchi su una griglia 10 x 10 ha dimostrato l'efficacia del metodo: il costo di cablaggio è stato ridotto da un valore iniziale casuale di 141.00 a un costo finale ottimale di 25.00, ottenendo una riduzione dell'82% nella lunghezza dei fili. Il risultato finale è un layout di chip dove i blocchi con la maggiore interconnessione sono posizionati adiacenti, confermando la superiorità dell'SA nella gestione di funzioni di costo complesse e vincoli geometrici.