6 月 10 日消息，據(jù)科技日報報道，全球首個基于人工智能技術(shù)的處理器芯片軟硬件全自動設(shè)計系統(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)軟件的全流程自動化設(shè)計，且其生成的設(shè)計方案多項關(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”實物

報道提到，傳統(tǒng)設(shè)計高度依賴經(jīng)驗豐富的專家團(tuán)隊，往往需要數(shù)百人參與、耗時數(shù)月甚至數(shù)年，成本高昂、周期漫長。而隨著人工智能、云計算和邊緣計算等新興技術(shù)的發(fā)展，市場對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。

中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所處理器芯片全國重點(diǎn)實驗室聯(lián)合中國科學(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)，可實現(xiàn) CPU 的自動設(shè)計，并能為芯片自動配置相應(yīng)的操作系統(tǒng)、轉(zhuǎn)譯程序、高性能算子庫等基礎(chǔ)軟件。

CPU 自動設(shè)計方面，利用“啟蒙”系統(tǒng)實現(xiàn)國際首個全自動化設(shè)計的 CPU 芯片“啟蒙 1 號”，5 小時內(nèi)完成 32 位 RISC-V CPU 的全部前端設(shè)計，性能達(dá)到 Intel 486 水平，規(guī)模超過 400 萬個邏輯門，目前已完成流片。其升級版“啟蒙 2 號”為國際首個全自動設(shè)計的超標(biāo)量處理器核，性能達(dá)到 ARM Cortex A53 水平，規(guī)模擴(kuò)大至 1700 萬個邏輯門。

▲“啟蒙1號”和“啟蒙2號”的性能對比

基礎(chǔ)軟件方面，“啟蒙”系統(tǒng)可自動生成定制優(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%；可實現(xiàn)不同芯片和不同編程模型之間的自動程序轉(zhuǎn)譯，性能最高達(dá)到廠商手工優(yōu)化算子庫的 2 倍；可自動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。

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

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