在科技领域的一次重大突破中,中国科学院计算技术研究所携手软件研究所,成功推出了名为“启蒙”的全球首款人工智能驱动的处理器芯片软硬件一体化自动设计平台。这一创新成果标志着中国在芯片自动设计领域取得了关键性进展,实现了从硬件设计到基础软件配置的全链条自动化。
处理器芯片,被誉为现代科技的璀璨明珠,其设计流程复杂且极具挑战性,历来高度依赖于资深专家团队的智慧和经验。传统设计方式不仅耗时费力,往往需要数百人的团队历经数月乃至数年的努力,而且成本高昂。然而,随着云计算、边缘计算及人工智能技术的迅猛发展,对专用处理器芯片及其配套基础软件的需求急剧增加,而国内芯片设计人才短缺的问题日益凸显。
针对这一紧迫需求,“启蒙”系统应运而生。该系统利用前沿的人工智能技术,特别是大模型等先进技术,能够自动设计CPU,并自动为芯片配置操作系统、转译程序及高性能算子库等基础软件,其设计效能已能与人类专家手工设计相媲美。
“启蒙”系统的成就显著。在CPU设计方面,它成功打造了全球首个全自动化设计的CPU芯片——“启蒙1号”。该芯片在短短5小时内完成了32位RISC-V CPU的全部前端设计,性能达到Intel 486水平,逻辑门规模超过400万,并已顺利流片。其升级版“启蒙2号”更是实现了国际首例全自动设计的超标量处理器核,性能直逼ARM Cortex A53,逻辑门规模更是跃升至1700万。
在基础软件层面,“启蒙”系统同样展现出卓越的能力。它能够自动生成经过定制优化的操作系统内核配置,性能相较于专家手工优化提升了25.6%。系统还能实现不同芯片与编程模型间的自动程序转译,性能最高可达厂商手工优化算子库的两倍。更令人瞩目的是,它能自动生成高性能算子,如矩阵乘等,在RISC-V CPU和NVIDIA GPU上的性能分别提升了110%和15%以上。
“启蒙”系统的问世,预示着处理器芯片软硬件设计领域的一场革命。它不仅有望大幅减少芯片设计过程中的人工干预,提升设计效率,缩短设计周期,更具备针对特定应用场景进行快速定制化设计的能力,从而灵活应对芯片设计需求的多样化趋势。