在科技領(lǐng)域的一次重大突破中,中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所攜手軟件研究所,成功推出了名為“啟蒙”的全球首款人工智能驅(qū)動的處理器芯片軟硬件一體化自動設(shè)計平臺。這一創(chuàng)新成果標志著中國在芯片自動設(shè)計領(lǐng)域取得了關(guān)鍵性進展,實現(xiàn)了從硬件設(shè)計到基礎(chǔ)軟件配置的全鏈條自動化。
處理器芯片,被譽為現(xiàn)代科技的璀璨明珠,其設(shè)計流程復(fù)雜且極具挑戰(zhàn)性,歷來高度依賴于資深專家團隊的智慧和經(jīng)驗。傳統(tǒng)設(shè)計方式不僅耗時費力,往往需要數(shù)百人的團隊歷經(jīng)數(shù)月乃至數(shù)年的努力,而且成本高昂。然而,隨著云計算、邊緣計算及人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展,對專用處理器芯片及其配套基礎(chǔ)軟件的需求急劇增加,而國內(nèi)芯片設(shè)計人才短缺的問題日益凸顯。

針對這一緊迫需求,“啟蒙”系統(tǒng)應(yīng)運而生。該系統(tǒng)利用前沿的人工智能技術(shù),特別是大模型等先進技術(shù),能夠自動設(shè)計CPU,并自動為芯片配置操作系統(tǒng)、轉(zhuǎn)譯程序及高性能算子庫等基礎(chǔ)軟件,其設(shè)計效能已能與人類專家手工設(shè)計相媲美。
“啟蒙”系統(tǒng)的成就顯著。在CPU設(shè)計方面,它成功打造了全球首個全自動化設(shè)計的CPU芯片——“啟蒙1號”。該芯片在短短5小時內(nèi)完成了32位RISC-V CPU的全部前端設(shè)計,性能達到Intel 486水平,邏輯門規(guī)模超過400萬,并已順利流片。其升級版“啟蒙2號”更是實現(xiàn)了國際首例全自動設(shè)計的超標量處理器核,性能直逼ARM Cortex A53,邏輯門規(guī)模更是躍升至1700萬。

在基礎(chǔ)軟件層面,“啟蒙”系統(tǒng)同樣展現(xiàn)出卓越的能力。它能夠自動生成經(jīng)過定制優(yōu)化的操作系統(tǒng)內(nèi)核配置,性能相較于專家手工優(yōu)化提升了25.6%。系統(tǒng)還能實現(xiàn)不同芯片與編程模型間的自動程序轉(zhuǎn)譯,性能最高可達廠商手工優(yōu)化算子庫的兩倍。更令人矚目的是,它能自動生成高性能算子,如矩陣乘等,在RISC-V CPU和NVIDIA GPU上的性能分別提升了110%和15%以上。
“啟蒙”系統(tǒng)的問世,預(yù)示著處理器芯片軟硬件設(shè)計領(lǐng)域的一場革命。它不僅有望大幅減少芯片設(shè)計過程中的人工干預(yù),提升設(shè)計效率,縮短設(shè)計周期,更具備針對特定應(yīng)用場景進行快速定制化設(shè)計的能力,從而靈活應(yīng)對芯片設(shè)計需求的多樣化趨勢。





















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