近日，中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所與軟件研究所聯(lián)合發(fā)布了全球首個(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”。據(jù)悉，基于AI技術(shù)，該系統(tǒng)首次實(shí)現(xiàn)從芯片硬件到基礎(chǔ)軟件的全流程無人化設(shè)計(jì)，其產(chǎn)出方案在性能、能效等關(guān)鍵指標(biāo)上均達(dá)到人類專家水平。

處理器芯片被視為科技領(lǐng)域的“心臟”，其設(shè)計(jì)過程復(fù)雜精密、專業(yè)門檻極高，傳統(tǒng)流程需數(shù)百名專家耗時(shí)數(shù)月甚至數(shù)年。隨著AI、自動(dòng)駕駛等場景對定制化芯片需求爆發(fā)，芯片設(shè)計(jì)人才短缺的問題日益凸顯，而“啟蒙”系統(tǒng)的誕生，為這一困局提供了破題思路。

據(jù)了解，此次發(fā)布的“啟蒙”系統(tǒng)依托大模型等先進(jìn)人工智能技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)CPU的自動(dòng)設(shè)計(jì)，并能為芯片自動(dòng)配置相應(yīng)的操作系統(tǒng)、轉(zhuǎn)譯程序、高性能算子庫等基礎(chǔ)軟件。

在硬件設(shè)計(jì)方面，利用該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的CPU芯片“啟蒙1號”是全球首款全自動(dòng)生成的32位RISC-V CPU，僅用5小時(shí)就能完成全部前端設(shè)計(jì)，集成超400萬邏輯門（相當(dāng)于Intel 486復(fù)雜度），目前已完成流片。升級版“啟蒙2號”可實(shí)現(xiàn)1700萬邏輯門超標(biāo)量處理器自動(dòng)設(shè)計(jì)，性能對標(biāo)主流智能手機(jī)處理器ARM Cortex A53，可滿足高性能邊緣計(jì)算場景需求。而在軟件適配方面，該系統(tǒng)同樣展現(xiàn)優(yōu)秀能力，比如在操作系統(tǒng)內(nèi)核上，自動(dòng)生成的配置方案性能較人工優(yōu)化提升25.6%。

這項(xiàng)研究有望改變處理器芯片軟硬件的設(shè)計(jì)范式，其“AI設(shè)計(jì)AI芯片”的范式不僅將設(shè)計(jì)效率提升兩個(gè)數(shù)量級，也提供了根據(jù)具體應(yīng)用場景實(shí)時(shí)定制專用芯片的新路徑，未來有望應(yīng)用于AI服務(wù)器、智能物聯(lián)網(wǎng)、科學(xué)計(jì)算等領(lǐng)域。