今天小編分享的科技經驗：全球首顆AI全自動設計CPU誕生！中國團隊發布“啓蒙1号”5小時即生成核心，歡迎閲讀。
《科創板日報》7 月 1 日訊"AI 熱潮 " 中，以 GPU 為首的芯片把握着 AI 技術發展的 " 命脈 "、推進着技術不斷迭代。與此同時，AI 的發展也已開始反哺芯片制造，如今更出現了首個完全由 AI 設計的 CPU，短短 5 個小時内便生成了一個工業規模的 RISC-V CPU 核心。
日前，中科院計算所的處理器芯片全國重點實驗室及其合作部門，用 AI 技術設計出了 32 位 RISC-V CPU" 啓蒙 1 号 " ——這是世界上首個無人工幹預、全自動生成的 CPU 芯片。
這顆 CPU 采用 65nm 工藝，頻率達到 300MHz，并可運行 Linux 作業系統，性能與 Intel 80486SX 相當，設計周期則縮短至 1/1000。
在 AI 技術的幫助下，研究人員 5 個小時就生成了 400 萬邏輯門，有行業媒體指出，這是目前 GPT-4 所能設計的電路規模的 4000 倍之大。
該團隊表示，其訓練過程需要不到 5 個小時，便能達到>99.999999999% 的驗證測試準确性。
" 啓蒙 1 号 " 是基于 BSD 二元猜測圖（Binary Speculation Diagram）算法設計而來。研究人員通過 AI 技術，直接從 " 輸入 - 輸出（IO）" 自動生成 CPU 設計，而無需工程師提供任何代碼或自然語言描述。
換言之，其将 CPU 自動設計問題轉化為 " 滿足輸入 - 輸出規範的電路邏輯生成問題 "，僅需要測試用例，便可以直接生成滿足需求的電路邏輯，去除了傳統設計流程中的邏輯設計與驗證環節。
圖 | 傳統 CPU 設計流程與全自動 CPU 設計流程
值得注意的是，這一方法甚至自主發現了馮 • 諾依曼架構（一種将程式指令存儲器和數據存儲器合并在一起的電腦設計概念結構）。
該 CPU 已于 2021 年 12 月流片，回片後成功運行 Linux 作業系統和 SPEC CPU 2000 程式，相關論文則在今年 6 月末發布。
芯片巨頭競相應用 AI 幫助芯片設計
先進芯片制造必須經歷 1000 多個步驟。每個階段都需要進行復雜的計算，每一步都必須近乎完美，CPU 設計制造自然也是如此。在這項頗具挑戰性的工作中，通常需要工程師團隊編寫代碼，之後在 EDA 工具的輔助下完成電路設計。在此過程中，還少不了反復測試與驗證優化。
正是由于過程極為復雜繁瑣，且極為耗費人力物力，一項大型芯片設計項目有時候甚至需要數月甚至數年時間才能完成——以英特爾 K486 CPU 為例，僅僅驗證階段便需要 190 天。
随着 AI 技術發展，越來越多的公司開始将其引入芯片設計制造。
英偉達創始人兼首席執行官黃仁勳強調了英偉達加速計算和 AI 解決方案在芯片制造中的潛力，他認為芯片制造是加速計算和 AI 計算的 " 理想應用 "。
另一芯片巨頭 AMD 首席技術官 Mark Papermaster 也透露，目前 AMD 在半導體設計、測試與驗證階段均已開始應用 AI，未來計劃在芯片設計領網域更廣泛地使用生成式 AI。同時，AMD 已在試驗 GitHub Copilot（由 GitHub 和 OpenAI 合作開發），并研究如何更好地部署這一 AI 助手。
日本半導體企業 Rapidus 社長小池淳義表示，将引進人工智能和自動化技術，以約 500 名技術人員确立量產工序。公司已有人才、設備、技術齊備的頭緒，預計 2027 年啓動量產。
的确，在芯片設計環節中，AI" 做得很好 "，可以無限迭代，直至得出最佳解決方案。不止于此，在迭代的同時，AI 還會學習，它會研究通過什麼模式能創造最優設計，因此 AI 實際上加快了芯片設計優化布局的速度，并帶來更高性能與更低能耗。而在驗證與測試環節，AI 也能最大限度地提高測試覆蓋率、節省時間。
至于 AI 會不會奪走芯片研發工程師的 " 飯碗 "？AMD 首席技術官 Papermaster 給出的答案是否定的，他認為AI 不會取代芯片設計師，其将作為輔助工具，有着巨大潛力幫助加速設計。
