AI赋能芯片设计,中科院“启蒙”系统引领新变革

在科技领域的最新突破中,中国科学院计算技术研究所携手软件研究所,成功研发出一款革命性的系统——“启蒙”。该系统基于人工智能技术,是全球首个能够实现处理器芯片软硬件全链条自动化设计的创新方案,标志着中国在自动设计芯片技术上的重大飞跃。

处理器芯片,被誉为现代科技领域的璀璨明珠,其设计过程极为复杂,对专业技术的要求极高。传统的芯片设计流程高度依赖于经验丰富的专家团队,参与人数众多,耗时长久,成本高昂。然而,随着人工智能、云计算和边缘计算等技术的快速发展,对专用处理器芯片及其基础软件适配优化的需求急剧增加。面对我国芯片设计人才短缺的现状,这一挑战尤为严峻。

正是在这样的背景下,“启蒙”系统应运而生。该系统凭借先进的人工智能技术,特别是大模型的运用,能够自动化地设计CPU,并自动为芯片配置相应的操作系统、转译程序以及高性能算子库等基础软件。其设计性能已达到甚至超越了人类专家手工设计的水平。

“启蒙”系统的成就显著。在CPU设计方面,它成功实现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小时内便完成了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400万个,并已成功完成流片。其升级版“启蒙2号”更是国际首个全自动设计的超标量处理器核,性能媲美ARM Cortex A53,逻辑门规模更是扩大至1700万个。

在基础软件领域,“启蒙”系统同样表现出色。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%。该系统还能实现不同芯片与编程模型之间的自动程序转译,性能最高可达厂商手工优化算子库的两倍。在高性能算子生成方面,“启蒙”系统也展现出强大实力,自动生成的矩阵乘等算子在RISC-V CPU和NVIDIA GPU上的性能分别提升了110%和15%以上。

“启蒙”系统的出现,有望彻底改变处理器芯片软硬件的设计方式。它不仅能够大幅减少芯片设计过程中的人工参与,提升设计效率,缩短设计周期,还能够针对特定应用场景实现快速定制化设计,灵活应对芯片设计日益多样化的需求。这一创新成果无疑将为我国乃至全球的芯片设计领域带来深远的影响。

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