中國科學院近日宣布推出全球首個由人工智能（AI）設計的晶片系統「啟蒙」（QiMeng）。
人工智能設計的晶片系統「啟蒙」
據報導，這個系統利用大型模型等人工智能技術，實現了電腦中央處理器（CPU）的自動設計，從晶片硬件到基礎軟件設計的全自動化。這意味著實現了由AI設計的晶片，而且在多個關鍵指標上達到了人類專家設計水平。
「啟蒙」1號實物圖，啟蒙1號和2號的性能對比。新智元微信公眾號圖片
系統在5小時內完成32位元RISC-V CPU的全部前端設計
傳統上，集成電路公司為開發用於電腦、手機和其他電子產品的處理器晶片而研發系統，這些系統需要一群高技能的專業人員提供構想，例如更快速的運算或支援AI應用程式，然後將這些構想轉化為實體晶片進行生產。這個過程既緩慢又昂貴。近年來，業界希望加快這個過程，中科院計算技術研究所和軟體研究所透過AI來解決這個問題。研究人員在CPU自動設計方面取得了突破，實現了全球首個全自動化設計的CPU晶片「啟蒙1號」。這個系統在5小時內完成了32位元RISC-V CPU的全部前端設計，性能達到英特爾處理器Intel 486水準，規模超過400萬個邏輯閘。
「啟蒙」系統的結構圖，包含三個層級。新智元微信公眾號圖片
全球首個全自動設計的超標量處理器核
升級版的「啟蒙2號」是全球首個全自動設計的超標量處理器核，性能達到中央處理器ARM Cortex A53水準，規模擴大至1700萬個邏輯閘。在基礎軟體方面，啟蒙系統同樣取得了顯著成果，能夠自動生成定制優化後的作業系統內核配置，性能比專家人手優化提升25.6%；實現不同晶片和不同程式設計模型之間的自動程式轉譯，性能最高達到廠商人手優化運算元庫的2倍；能夠自動生成矩陣乘法等高性能運算元，在RISC-V CPU和輝達NVIDIA GPU上的性能分別提高110%和15%以上。
「啟蒙」系統中的反饋推理，包括爭取性反饋和性能反饋。新智元微信公眾號圖片
有望突破中國晶片產業長期面臨的人才短缺和設計周期漫長等困境
內地專家分析認為，啟蒙有望突破中國晶片產業長期面臨的人才短缺和設計周期漫長等困境。傳統的晶片設計需要數百人的專家團隊，耗時數月至數年才能完成，成本高昂、週期漫長。啟蒙系統透過AI模型，精準模擬專家研發流程，將晶片設計週期從以往的數月至數年大幅縮短至數天，極大地提高了設計效率；同時也減少了人工參與，解決了人手不足的問題。
