全球首個(gè)AI驅(qū)動(dòng)的全自動(dòng)芯片設(shè)計(jì)系統(tǒng)“啟蒙”發(fā)布

全球首個(gè)基于人工智能技術(shù)的處理器芯片軟硬件全自動(dòng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)“啟蒙”于近日正式發(fā)布，標(biāo)志著芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一次重大突破。根據(jù)科技日報(bào)的報(bào)道，該系統(tǒng)不僅支持從芯片硬件到基礎(chǔ)軟件的全流程自動(dòng)化設(shè)計(jì)，其生成的設(shè)計(jì)方案在多項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)上已達(dá)到人類專家的水平。

傳統(tǒng)的芯片設(shè)計(jì)過程通常依賴于經(jīng)驗(yàn)豐富的專家團(tuán)隊(duì)，往往需要數(shù)百人參與，耗時(shí)數(shù)月甚至數(shù)年，成本高昂且周期漫長。然而，隨著人工智能、云計(jì)算和邊緣計(jì)算等新興技術(shù)的發(fā)展，市場對專用處理器芯片及其基礎(chǔ)軟件的需求日益增長。為此，中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所與中國科學(xué)院軟件研究所聯(lián)合推出了“啟蒙”系統(tǒng)。

“啟蒙”系統(tǒng)利用大模型等人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了CPU的自動(dòng)設(shè)計(jì)，并能夠?yàn)樾酒詣?dòng)配置相應(yīng)的操作系統(tǒng)、轉(zhuǎn)譯程序和高性能算子庫等基礎(chǔ)軟件。該系統(tǒng)的首個(gè)成果“啟蒙1號”在5小時(shí)內(nèi)完成了32位RISC-V CPU的全部前端設(shè)計(jì)，其性能達(dá)到了Intel 486的水平，規(guī)模超過400萬個(gè)邏輯門，現(xiàn)已完成流片。

其升級版“啟蒙2號”則是國際首個(gè)全自動(dòng)設(shè)計(jì)的超標(biāo)量處理器核，性能達(dá)到ARM Cortex A53水平，規(guī)模擴(kuò)大至1700萬個(gè)邏輯門?；A(chǔ)軟件方面，“啟蒙”系統(tǒng)能夠自動(dòng)生成定制優(yōu)化后的操作系統(tǒng)內(nèi)核配置，性能相比專家手工優(yōu)化提升了25.6%；同時(shí)，它還可以實(shí)現(xiàn)不同芯片和編程模型之間的自動(dòng)程序轉(zhuǎn)譯，性能最高可達(dá)廠商手工優(yōu)化算子庫的兩倍。此外，該系統(tǒng)還能夠自動(dòng)生成矩陣乘等高性能算子，在RISC-V CPU和NVIDIA GPU上的性能分別提高了110%和15%以上。

這項(xiàng)研究有望徹底改變處理器芯片軟硬件的設(shè)計(jì)范式，減少人工參與，提升設(shè)計(jì)效率，縮短設(shè)計(jì)周期，并能夠針對特定應(yīng)用場景需求實(shí)現(xiàn)快速定制化設(shè)計(jì)，靈活滿足日益多樣化的芯片設(shè)計(jì)需求。