近日，科技界迎來了一項重大突破，全球首個實現(xiàn)處理器芯片軟硬件全自動設(shè)計的系統(tǒng)——“啟蒙”正式亮相。這一系統(tǒng)由中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所處理器芯片全國重點實驗室與軟件研究所攜手打造，其創(chuàng)新之處在于能夠自動化完成從芯片硬件設(shè)計到基礎(chǔ)軟件配置的整個流程，且多項關(guān)鍵性能指標(biāo)已達到人類專家級水平。

“啟蒙”系統(tǒng)的推出，標(biāo)志著處理器芯片設(shè)計領(lǐng)域的一次深刻變革。傳統(tǒng)設(shè)計流程高度依賴于經(jīng)驗豐富的專家團隊，參與人數(shù)眾多，耗時長，成本高，且效率相對較低。然而，隨著人工智能、云計算和邊緣計算等新興技術(shù)的蓬勃發(fā)展，市場對專用處理器芯片及其基礎(chǔ)軟件的適配優(yōu)化需求急劇增加，傳統(tǒng)設(shè)計方式的局限性愈發(fā)凸顯。

“啟蒙”系統(tǒng)依托先進的人工智能技術(shù)，特別是大模型的應(yīng)用，實現(xiàn)了CPU的自動化設(shè)計。這一系統(tǒng)不僅能夠自動生成CPU硬件設(shè)計，還能為芯片配備相應(yīng)的操作系統(tǒng)、轉(zhuǎn)譯程序以及高性能算子庫等基礎(chǔ)軟件，從而大大簡化了設(shè)計流程。

在CPU自動設(shè)計方面，“啟蒙”系統(tǒng)已取得了顯著成果。利用該系統(tǒng)，國際首個全自動化設(shè)計的CPU芯片——“啟蒙1號”在短短5小時內(nèi)就完成了32位RISC-V CPU的全部前端設(shè)計。其性能達到了Intel 486的水平，邏輯門規(guī)模超過400萬個，并已成功完成流片。而“啟蒙1號”的升級版——“啟蒙2號”，作為國際首個全自動設(shè)計的超標(biāo)量處理器核，性能進一步提升至ARM Cortex A53水平，邏輯門規(guī)模也擴大至1700萬個。

在基礎(chǔ)軟件方面，“啟蒙”系統(tǒng)同樣展現(xiàn)出了強大的自動化能力。它能夠自動生成定制優(yōu)化后的操作系統(tǒng)內(nèi)核配置，性能相比專家手工優(yōu)化提升了25.6%。該系統(tǒng)還能實現(xiàn)不同芯片和不同編程模型之間的自動程序轉(zhuǎn)譯，性能最高可達廠商手工優(yōu)化算子庫的2倍。同時，它還能自動生成高性能算子，如矩陣乘等，在RISC-V CPU和NVIDIA GPU上的性能分別提高了110%和15%以上。

“啟蒙”系統(tǒng)的問世，預(yù)示著處理器芯片軟硬件設(shè)計范式的轉(zhuǎn)變。它不僅極大地減少了人工參與，提高了設(shè)計效率，縮短了設(shè)計周期，更重要的是，它能夠針對特定應(yīng)用場景需求實現(xiàn)快速定制化設(shè)計，靈活應(yīng)對日益多樣化的芯片設(shè)計挑戰(zhàn)。這一創(chuàng)新成果無疑將為未來的芯片設(shè)計領(lǐng)域帶來深遠(yuǎn)的影響。