處理器芯片軟硬件全自動設計系統“啓蒙”發佈

科技日報北京6月10日電 （記者代小佩）記者10日獲悉，全球首個基於人工智能技術的處理器芯片軟硬件全自動設計系統“啓蒙”近日正式發佈。該系統能實現從芯片硬件到基礎軟件的全流程自動化設計，意味着實現AI設計芯片，而且在多項關鍵指標上達到人類專家手工設計水平。相關研究成果近日發佈於預印本網站arXiv.org。

處理器芯片被譽為現代科技的“皇冠明珠”，其設計過程複雜精密、專業門檻極高，高度依賴經驗豐富的專家團隊，成本高昂、週期漫長。與此同時，市場對專用處理器芯片及其基礎軟件適配優化的需求正日益增長。然而，我國處理器芯片從業人員數量嚴重不足，難以滿足這一增長的需求。

面對這一挑戰，中國科學院計算技術研究所處理器芯片全國重點實驗室聯合中國科學院軟件研究所，推出“啓蒙”系統。該系統依託大模型等先進人工智能技術，可實現CPU的自動設計，並能為芯片自動配置相應的操作系統、轉譯程序、高性能算子庫等基礎軟件。

在CPU自動設計方面，利用“啓蒙”系統實現國際首個全自動化設計的CPU芯片“啓蒙1號”，5小時內完成32位RISC-V CPU的全部前端設計，性能達到Intel 486水平，規模超過400萬個邏輯門，目前已完成流片。其升級版“啓蒙2號”為國際首個全自動設計的超標量處理器核，性能達到ARM Cortex A53水平，規模擴大至1700萬個邏輯門。

在基礎軟件方面，“啓蒙”系統同樣取得顯著成果。例如，可自動生成定製優化後的操作系統內核配置，性能相比專家手工優化提升25.6%；可實現不同芯片和不同編程模型之間的自動程序轉譯，性能最高達到廠商手工優化算子庫的兩倍；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。