近日，中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所聯(lián)合軟件研究所正式推出全球首個(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”系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了從芯片硬件到基礎(chǔ)軟件的全流程自動(dòng)化設(shè)計(jì)，標(biāo)志著我國(guó)在人工智能自動(dòng)設(shè)計(jì)芯片領(lǐng)域邁出了堅(jiān)實(shí)一步。這一突破性進(jìn)展不僅大幅提升了芯片設(shè)計(jì)效率，也為未來(lái)芯片設(shè)計(jì)的智能化、定制化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

　　“啟蒙”系統(tǒng)的核心在于其強(qiáng)大的AI能力，能夠自動(dòng)完成芯片設(shè)計(jì)的多個(gè)關(guān)鍵步驟，包括邏輯設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)、物理設(shè)計(jì)等硬件部分，以及操作系統(tǒng)內(nèi)核配置、編譯工具鏈設(shè)計(jì)、高性能庫(kù)設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)軟件部分。根據(jù)相關(guān)研究，該系統(tǒng)在性能優(yōu)化方面表現(xiàn)出色，例如在操作系統(tǒng)內(nèi)核配置上，自動(dòng)生成的配置方案性能較人工優(yōu)化提升了25.6%，程序轉(zhuǎn)譯性能也達(dá)到了手工優(yōu)化的兩倍。這種顯著的性能提升，使得“啟蒙”系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中具有極高的競(jìng)爭(zhēng)力。

　　“啟蒙”系統(tǒng)的第一代產(chǎn)品“啟蒙1號(hào)”是一款32位RISC-V CPU，其設(shè)計(jì)周期僅為5小時(shí)，性能達(dá)到了Intel 486水平。該芯片采用65nm工藝，頻率達(dá)到300MHz，并成功運(yùn)行了Linux操作系統(tǒng)和SPEC CPU 2000測(cè)試程序。相比目前GPT-4所能設(shè)計(jì)的電路規(guī)模，啟蒙1號(hào)的邏輯門(mén)數(shù)量達(dá)到了400萬(wàn)個(gè)，是其規(guī)模的4000倍。這一突破性成果不僅展示了AI在芯片設(shè)計(jì)中的巨大潛力，也為未來(lái)更復(fù)雜的芯片設(shè)計(jì)提供了可能。

　　“啟蒙”系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念是“以驗(yàn)證為中心”的處理器智能設(shè)計(jì)方法學(xué)，即從隨機(jī)電路出發(fā)，由機(jī)器全自動(dòng)完成包括驗(yàn)證、調(diào)試和修復(fù)的反復(fù)迭代過(guò)程，直到獲得滿足設(shè)計(jì)需求的目標(biāo)電路。這種方法在5小時(shí)內(nèi)成功設(shè)計(jì)出了超過(guò)400萬(wàn)個(gè)邏輯門(mén)的通用處理器——啟蒙1號(hào)，將現(xiàn)有工作能自動(dòng)設(shè)計(jì)的電路規(guī)模提升了3至4個(gè)數(shù)量級(jí)。這種設(shè)計(jì)方法不僅提高了設(shè)計(jì)效率，還顯著降低了設(shè)計(jì)成本，為芯片設(shè)計(jì)的普及化和多樣化提供了新的路徑。

　　“啟蒙”系統(tǒng)還具備高度的靈活性和適應(yīng)性，能夠根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景需求進(jìn)行快速定制化設(shè)計(jì)。例如，在AI服務(wù)器、智能物聯(lián)網(wǎng)、科學(xué)計(jì)算等領(lǐng)域，該系統(tǒng)可以為用戶提供高度定制化的芯片解決方案，從而滿足不同行業(yè)對(duì)高性能計(jì)算的需求。這種靈活性不僅提升了芯片設(shè)計(jì)的效率，也為芯片設(shè)計(jì)的多樣化和個(gè)性化發(fā)展提供了新的方向。

　　“啟蒙”系統(tǒng)的研究成果不僅在國(guó)內(nèi)受到廣泛關(guān)注，也在國(guó)際上產(chǎn)生了重要影響。相關(guān)論文已發(fā)表于預(yù)印本平臺(tái)arXiv，并獲得了學(xué)術(shù)界的高度評(píng)價(jià)。該系統(tǒng)的成功推出，不僅推動(dòng)了我國(guó)芯片設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)步，也為全球芯片設(shè)計(jì)自動(dòng)化的發(fā)展提供了新的思路和方法。未來(lái)，隨著人工智能技術(shù)的不斷進(jìn)步，“啟蒙”系統(tǒng)有望在更多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，為全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶來(lái)深遠(yuǎn)的影響。

　　中國(guó)科學(xué)院推出的“啟蒙”系統(tǒng)，不僅是中國(guó)在芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域的重要里程碑，也為全球芯片設(shè)計(jì)自動(dòng)化的發(fā)展樹(shù)立了新的標(biāo)桿。隨著技術(shù)的不斷成熟和應(yīng)用的不斷拓展，我們有理由相信，AI驅(qū)動(dòng)的芯片設(shè)計(jì)將成為未來(lái)科技發(fā)展的主流方向，為人類(lèi)社會(huì)帶來(lái)更加便捷、高效和智能的計(jì)算體驗(yàn)。