国内首颗AI全自动设计CPU 启蒙1号颠覆传统芯片设计流程

国内业界传出呛声ChatGPT自动设计芯片之举，据中媒报导，国内中科院计算所最近实现全自动设计芯片的里程碑，其开发的启蒙1号处理器，号称是全球首个无人工干预、由AI自动生成的CPU芯片。

这款基于RISC-V指令集的32位元架构处理器，已完成设计定案与验证，该款CPU于2021年底采65纳米设计定案，启蒙1号在回片后，并成功执行Linux操作系统及SPEC CPU2000测试程序。

中科院论文附图，a为芯片布局，b为制造的芯片，c为印刷电路板。中科院计算所

尽管其效能只能与英特尔（Intel）发表于1989年的486处理器相当，但这项研究具有重要的意义。在此之前，全球也有一些尝试透过AI自动设计芯片，但中科院认为这些设计过于简单，缺乏实际应用。

报导指出，中科院的启蒙1号则是基于BSD演算法设计的，使用二元猜测图，仅用5个小时就生成400万逻辑闸，比GPT-4能设计的芯片大4,000倍。

虽然启蒙1号相对当前顶级CPU规模较小，但AI技术的快速进步，也使得未来AI设计芯片将成为主流，大为提高芯片设计效率，这些自动生成的芯片拥有巨大的潜力，将推动半导体领域的创新。

基本上，CPU设计是一项非常挑战且耗费人力和资源的工作，通常需要由工程师团队编写代码，然后在电子设计自动化（EDA）工具的辅助下，生成电路逻辑。

除此之外，工程师团队针对人工编写的代码，还需反复使用测试，对其进行反覆运算的功能验证和效能/功耗优化。

然而，该过程极其复杂琐碎，通常需要上百人团队，反覆运算数月或数年才能完成。以典型英特尔CPU为例，超过500位工程师花了2年时间才完成整个设计过程。

为了减少人力和资源投入，中科院计算所研究人员，采用AI技术直接从测试用例的输入输出，自动生成CPU设计，无需工程师提供任何代码或自然语言描述。

中媒报导，该方法在5小时内生成超过400万个逻辑闸的32位元RISC-V CPU启蒙1号，比目前GPT-4所能设计的电路规模大4,000倍。