6 月 10 日消息，據(jù)科技日?qǐng)?bào)報(bào)道，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”近日正式發(fā)布。該系統(tǒng)支持從芯片硬件到基礎(chǔ)軟件的全流程自動(dòng)化設(shè)計(jì)，且其生成的設(shè)計(jì)方案多項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)達(dá)到了人類專家水平。相關(guān)研究成果近日發(fā)布于預(yù)印本網(wǎng)站 arXiv。

▲“啟蒙1號(hào)”實(shí)物

報(bào)道提到，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)高度依賴經(jīng)驗(yàn)豐富的專家團(tuán)隊(duì)，往往需要數(shù)百人參與、耗時(shí)數(shù)月甚至數(shù)年，成本高昂、周期漫長(zhǎng)。而隨著人工智能、云計(jì)算和邊緣計(jì)算等新興技術(shù)的發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)專用處理器芯片及其基礎(chǔ)軟件適配優(yōu)化的需求正日益增長(zhǎng)。

中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所處理器芯片全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院軟件研究所推出了“啟蒙”系統(tǒng)。該系統(tǒng)依托大模型等人工智能技術(shù)，可實(shí)現(xiàn) CPU 的自動(dòng)設(shè)計(jì)，并能為芯片自動(dòng)配置相應(yīng)的操作系統(tǒng)、轉(zhuǎn)譯程序、高性能算子庫(kù)等基礎(chǔ)軟件。

CPU 自動(dòng)設(shè)計(jì)方面，利用“啟蒙”系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)國(guó)際首個(gè)全自動(dòng)化設(shè)計(jì)的 CPU 芯片“啟蒙 1 號(hào)”，5 小時(shí)內(nèi)完成 32 位 RISC-V CPU 的全部前端設(shè)計(jì)，性能達(dá)到 Intel 486 水平，規(guī)模超過(guò) 400 萬(wàn)個(gè)邏輯門，目前已完成流片。其升級(jí)版“啟蒙 2 號(hào)”為國(guó)際首個(gè)全自動(dòng)設(shè)計(jì)的超標(biāo)量處理器核，性能達(dá)到 ARM Cortex A53 水平，規(guī)模擴(kuò)大至 1700 萬(wàn)個(gè)邏輯門。

▲“啟蒙1號(hào)”和“啟蒙2號(hào)”的性能對(duì)比

基礎(chǔ)軟件方面，“啟蒙”系統(tǒng)可自動(dòng)生成定制優(yōu)化后的操作系統(tǒng)內(nèi)核配置，性能相比專家手工優(yōu)化提升 25.6%；可實(shí)現(xiàn)不同芯片和不同編程模型之間的自動(dòng)程序轉(zhuǎn)譯，性能最高達(dá)到廠商手工優(yōu)化算子庫(kù)的 2 倍；可自動(dòng)生成矩陣乘等高性能算子，在 RISC-V CPU 和 NVIDIA GPU 上的性能分別提高 110% 和 15% 以上。

這項(xiàng)研究有望改變處理器芯片軟硬件的設(shè)計(jì)范式。它不僅能減少人工參與、提升設(shè)計(jì)效率、縮短設(shè)計(jì)周期，更能針對(duì)特定應(yīng)用場(chǎng)景需求實(shí)現(xiàn)快速定制化設(shè)計(jì)，靈活滿足日益多樣化的芯片設(shè)計(jì)需求。

附論文地址：https://arxiv.org/abs/2506.05007