全球首個AI驅(qū)動的全自動芯片設(shè)計系統(tǒng)“啟蒙”發(fā)布

全球首個基于人工智能技術(shù)的處理器芯片軟硬件全自動設(shè)計系統(tǒng)“啟蒙”于近日正式發(fā)布，標志著芯片設(shè)計領(lǐng)域的一次重大突破。根據(jù)科技日報的報道，該系統(tǒng)不僅支持從芯片硬件到基礎(chǔ)軟件的全流程自動化設(shè)計，其生成的設(shè)計方案在多項關(guān)鍵指標上已達到人類專家的水平。

傳統(tǒng)的芯片設(shè)計過程通常依賴于經(jīng)驗豐富的專家團隊，往往需要數(shù)百人參與，耗時數(shù)月甚至數(shù)年，成本高昂且周期漫長。然而，隨著人工智能、云計算和邊緣計算等新興技術(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)，實現(xiàn)了CPU的自動設(shè)計，并能夠為芯片自動配置相應(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)的首個成果“啟蒙1號”在5小時內(nèi)完成了32位RISC-V CPU的全部前端設(shè)計，其性能達到了Intel 486的水平，規(guī)模超過400萬個邏輯門，現(xiàn)已完成流片。

其升級版“啟蒙2號”則是國際首個全自動設(shè)計的超標量處理器核，性能達到ARM Cortex A53水平，規(guī)模擴大至1700萬個邏輯門?；A(chǔ)軟件方面，“啟蒙”系統(tǒng)能夠自動生成定制優(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，它還可以實現(xiàn)不同芯片和編程模型之間的自動程序轉(zhuǎn)譯，性能最高可達廠商手工優(yōu)化算子庫的兩倍。此外，該系統(tǒng)還能夠自動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。

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