全球首個AI驅動的全自動芯片設計系統“啟蒙”發布

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

傳統的芯片設計過程通常依賴于經驗豐富的專家團隊，往往需要數百人參與，耗時數月甚至數年，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的發展，市場對專用處理器芯片及其基礎軟件的需求日益增長。為此，中國科學院計算技術研究所與中國科學院軟件研究所聯合推出了“啟蒙”系統。

“啟蒙”系統利用大模型等人工智能技術，實現了CPU的自動設計，并能夠為芯片自動配置相應的操作系統、轉譯程序和高性能算子庫等基礎軟件。該系統的首個成果“啟蒙1號”在5小時內完成了32位RISC-V CPU的全部前端設計，其性能達到了Intel 486的水平，規模超過400萬個邏輯門，現已完成流片。

其升級版“啟蒙2號”則是國際首個全自動設計的超標量處理器核，性能達到ARM Cortex A53水平，規模擴大至1700萬個邏輯門。基礎軟件方面，“啟蒙”系統能夠自動生成定制優化后的操作系統內核配置，性能相比專家手工優化提升了25.6%；同時，它還可以實現不同芯片和編程模型之間的自動程序轉譯，性能最高可達廠商手工優化算子庫的兩倍。此外，該系統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計范式，減少人工參與，提升設計效率，縮短設計周期，并能夠針對特定應用場景需求實現快速定制化設計，靈活滿足日益多樣化的芯片設計需求。