全球首个基于人工智能技术的处理器芯片软硬件全自动设计系统“启蒙”发布

【导语】6月10日，科技日报报道了一项重大突破——全球首个基于人工智能技术的处理器芯片软硬件全自动设计系统“启蒙”正式发布。该系统实现了从芯片硬件到基础软件的全流程自动化设计，关键指标达到人类专家水平。相较于传统设计方式，它大幅提高了设计效率，缩短了设计周期，并能针对特定需求实现快速定制化设计，有望引领处理器芯片设计领域的新变革。

　　6 月 10 日消息，据科技日报报道，全球首个基于人工智能技术的处理器芯片软硬件全自动设计系统“启蒙”近日正式发布。该系统支持从芯片硬件到基础软件的全流程自动化设计，且其生成的设计方案多项关键指标达到了人类专家水平。相关研究成果近日发布于预印本网站 arXiv。

　　报道提到，传统设计高度依赖经验丰富的专家团队，往往需要数百人参与、耗时数月甚至数年，成本高昂、周期漫长。而随着人工智能、云计算和边缘计算等新兴技术的发展，市场对专用处理器芯片及其基础软件适配优化的需求正日益增长。

　　中国科学院计算技术研究所处理器芯片全国重点实验室联合中国科学院软件研究所推出了“启蒙”系统。该系统依托大模型等人工智能技术，可实现 CPU 的自动设计，并能为芯片自动配置相应的操作系统、转译程序、高性能算子库等基础软件。

　　CPU 自动设计方面，利用“启蒙”系统实现国际首个全自动化设计的 CPU 芯片“启蒙 1 号”，5 小时内完成 32 位 RISC-V CPU 的全部前端设计，性能达到 Intel 486 水平，规模超过 400 万个逻辑门，目前已完成流片。其升级版“启蒙 2 号”为国际首个全自动设计的超标量处理器核，性能达到 ARM Cortex A53 水平，规模扩大至 1700 万个逻辑门。

　　基础软件方面，“启蒙”系统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，性能最高达到厂商手工优化算子库的2 倍；可自动生成矩阵乘等高性能算子，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。它不仅能减少人工参与、提升设计效率、缩短设计周期，更能针对特定应用场景需求实现快速定制化设计，灵活满足日益多样化的芯片设计需求。