Onderzoekers hebben MAGE ontwikkeld, een nieuw multi-agent framework dat het proces van macro-plaatsing bij chipontwerpen automatiseert. Door gebruik te maken van multimodale redenering kan het systeem resultaten behalen die zowel technisch superieur zijn aan commerciële tools als dichter bij de intuïtie van menselijke experts liggen.
Binnen de industriële fysieke ontwerpprocessen van geïntegreerde schakelingen blijft de zogenaamde 'macro placement' — het strategisch positioneren van grote functionele blokken op een chip — een complex onderdeel. Ondanks de beschikbaarheid van geautomatiseerde tools is in de praktijk nog steeds aanzienlijke handmatige verfijning door menselijke experts nodig om optimale prestaties te garanderen. Om dit knelpunt op te lossen, presenteren Andrew B. Kahng, Sayak Kundu en Bodhisatta Pramanik in een recent wetenschappelijk rapport het systeem MAGE (Macro Placement Agentic Engine).
Een gestructureerde aanpak van ontwerp
MAGE onderscheidt zich van traditionele methoden door het ontwerpproces op te splitsen in een workflow van zes fasen. In plaats van te vertrouwen op grote hoeveelheden gelabelde trainingsdata, maakt het framework gebruik van natuurlijke taalinstructies en specifieke validatiecriteria. Hierdoor wordt expertkennis over floorplanning direct gecodeerd in het systeem.
Het proces combineert gestructureerde regels voor floorplanning met visuele controles en iteratieve verbeteringen. Een opvallend kenmerk is de zogenaamde 'tournament-style' verfijningsmodus. Hierbij worden meerdere kandidaat-plaatsingen tegen elkaar afgewogen, waarbij feedback van de kwalitatief beste oplossingen wordt gebruikt om volgende iteraties verder te optimaliseren. Volgens de publicatie op arxiv.org stelt deze aanpak het systeem in staat om effectiever te redeneren over de optimale lay-out van een chip.
Meetbare verbeteringen in prestaties
De effectiviteit van MAGE is getest op negen verschillende ontwerpen, gebruikmakend van NanGate45 en GlobalFoundries 12nm technologieën. De resultaten tonen een significante verbetering ten opzichte van commerciële macro-placers. Zo rapporteert de studie een verbetering in de geometrische gemiddelden van de Worst Negative Slack (WNS) met 11,1% tot 19,3% en een drastische reductie in de Total Negative Slack (TNS) van 70,0% tot 74,0%.
Wanneer MAGE werd vergeleken met menselijke experts op drie specifieke NanGate45-ontwerpen, bleek het systeem zelfs de menselijke prestaties te overtreffen. De WNS en TNS verbeterden met respectievelijk 18,3% en 72,5% ten opzichte van de menselijke baseline, terwijl de energieconsumptie en de totale draadlengte vergelijkbaar bleven. Deze data zijn opgenomen in het volledige document op .
Focus op 'menselijkheid' in ontwerp
Naast technische prestaties (PPA-metrieken) richt het onderzoek zich op de structurele kwaliteit van de plaatsing. De onderzoekers introduceerden vier nieuwe metrieken om te kwantificeren hoe 'menselijk' een ontwerp is:
- De notch score
- De whitespace score
- De pocket score
- De alignment score
Deze parameters meten structurele eigenschappen waar menselijke ontwerpers intuïtief op letten, maar die door standaard software vaak worden genegeerd. MAGE slaagde erin de totale score op deze menselijke metrieken met 6% tot 48% te verbeteren ten opzichte van alle geteste baselines, zoals beschreven in de .
Toepasbaarheid en flexibiliteit
Een cruciaal aspect van MAGE is de overdraagbaarheid. Uit aanvullende casestudies met anonieme netlijsten, onbekende ontwerpen en scenario's met een hoge bezettingsgraad blijkt dat het framework effectief werkt in nieuwe omgevingen. Het systeem vereist geen ontwerp-specifieke hertraining om resultaten te boeken in diverse settings, wat de industriële bruikbaarheid vergroot.
Het volledige onderzoek, ingediend op 20 juli 2026, is beschikbaar via de en biedt diepgaande inzichten in de integratie van kunstmatige intelligentie en robotica binnen de computerarchitectuur. De auteurs, waaronder Andrew B. Kahng, suggereren hiermee een verschuiving naar agentic AI die niet alleen patronen herkent, maar actief redeneert op basis van technische richtlijnen.