让AI自己设计芯片，中国科学院发布“启蒙”系统

近日，中国科学院计算技术研究所处理器芯片全国重点(zhòngdiǎn)实验室联合软件(ruǎnjiàn)研究所，推出全球首个基于人工智能技术的处理器芯片软硬件(yìngjiàn)全自动设计(shèjì)系统——“启蒙”。该系统可以实现从芯片硬件到基础软件的全流程自动化设计，在多项关键指标上达到人类专家手工设计水平，标志着我国在人工智能自动设计芯片方面(fāngmiàn)迈出坚实一步。 处理器(chǔlǐqì)芯片被誉为现代科技的“皇冠明珠(míngzhū)”，其设计(shèjì)过程复杂精密、专业门槛极高。传统处理器芯片设计高度依赖经验丰富的专家团队，往往需要数百人参与、耗时(hàoshí)数月甚至数年，成本(chéngběn)高昂、周期漫长。随着人工智能、云计算和边缘计算等(děng)新兴技术的发展，专用处理器芯片设计和相关基础软件适配优化需求日益增长。而我国处理器芯片从业人员数量严重不足，难以满足日益增长的芯片设计需求。 面对这一挑战，“启蒙”系统应运而生。该系统依托(yītuō)大模型等先进人工智能技术，可实现自动设计CPU，并(bìng)能为芯片自动配置相应的操作系统(cāozuòxìtǒng)、转译(zhuǎnyì)程序、高性能算子库等基础软件，性能可比肩人类专家手工设计水平。 具体而言，在CPU自动(zìdòng)(zìdòng)设计方面(fāngmiàn)，实现国际首个全自动化设计的CPU芯片“启蒙(qǐméng)1号” ，5小时内完成32位RISC-V CPU的全部前端设计，达到Intel 486性能，规模超过400万个(wàngè)逻辑门，已完成流片。其(qí)升级版“启蒙2号”为国际首个全自动设计的超标量处理器核(hé)，达到ARM Cortex A53性能，规模扩大至(zhì)1700万个逻辑门。在基础软件方面，“启蒙”系统同样取得显著成果，可自动生成定制优化后的操作系统内核配置，性能相比专家手工(shǒugōng)优化提升25.6%；可实现不同芯片和不同编程模型之间的自动程序转译，性能最高达到厂商(chǎngshāng)手工优化算子库的2倍；可自动生成矩阵乘等高性能(gāoxìngnéng)算子，在RISC-V CPU和NVIDIA GPU上的性能分别提高110%和15%以上。 这项研究有望改变处理器芯片软硬件的设计范式，不仅有望减少芯片设计过程的人工参与、提升(tíshēng)设计效率、缩短设计周期，同时有望针对特定应用场景需求实现快速定制(dìngzhì)化(huà)设计，灵活满足芯片设计日益(rìyì)多样化的需求。 启蒙1号和启蒙2号的(de)性能对比