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中科院 “啟蒙 2 號”：AI 重塑芯片設(shè)計，5 小時造芯打破行業(yè)定式

2025/6/23 0:23:35

TO CHINA當(dāng)傳統(tǒng)芯片設(shè)計還在依靠數(shù)百人團(tuán)隊耗費數(shù)月乃...

TO CHINA

當(dāng)傳統(tǒng)芯片設(shè)計還在依靠數(shù)百人團(tuán)隊耗費數(shù)月乃至數(shù)年打磨一顆處理器時，中國科學(xué)院帶來的顛覆性突破，正在重新定義行業(yè)規(guī)則。2025 年 6 月，中科院計算技術(shù)研究所處理器芯片全國重點實驗室聯(lián)合軟件研究所正式發(fā)布全球基于人工智能技術(shù)的處理器芯片軟硬件全自動設(shè)計系統(tǒng) ——“啟蒙”，其升級版 “啟蒙 2 號” 以 1700 萬邏輯門規(guī)模、對標(biāo) ARM Cortex A53 的性能，掀起了芯片設(shè)計領(lǐng)域的智能化革命。被譽為現(xiàn)代科技 “皇冠明珠” 的處理器芯片，其設(shè)計流程涵蓋硬件架構(gòu)、電路邏輯、操作系統(tǒng)適配等數(shù)百個精密環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)模式下，動輒數(shù)億美元的研發(fā)成本、數(shù)百人團(tuán)隊的協(xié)同作業(yè)，讓芯片設(shè)計成為少數(shù)巨頭的 “專利”。而 “啟蒙” 系統(tǒng)的出現(xiàn)，徹底打破了這一局面：初代 “啟蒙 1 號” 僅用 5 小時便完成 32 位 RISC-V CPU 的全部前端設(shè)計，規(guī)模超 400 萬個邏輯門，性能達(dá)到 Intel 486 水平并成功流片；“啟蒙 2 號” 更上層樓，作為國際全自動設(shè)計的超標(biāo)量處理器核，將邏輯門規(guī)模擴(kuò)展至 1700 萬，性能直追主流智能手機(jī)芯片 ARM Cortex A53。這種效率的飛躍不僅體現(xiàn)在硬件層面。在軟件生態(tài)構(gòu)建上，“啟蒙” 系統(tǒng)同樣展現(xiàn)出顛覆能力：自動生成的操作系統(tǒng)內(nèi)核配置性能比專家手工優(yōu)化提升 25.6%，跨平臺程序轉(zhuǎn)譯效率達(dá)到廠商優(yōu)化庫的 2 倍，矩陣乘等高性能算子在 RISC-V CPU 和 NVIDIA GPU 上分別實現(xiàn) 110% 和 15% 以上的性能突破。軟硬件協(xié)同的全流程自動化，讓芯片從設(shè)計之初便自帶 “智能基因”。當(dāng)前全球芯片產(chǎn)業(yè)正面臨雙重困境：一方面，人工智能、云計算等新興領(lǐng)域?qū)Χㄖ苹酒男枨蟪时l(fā)式增長；另一方面，全球芯片工程師缺口已超 50 萬，我國高端設(shè)計人才短缺問題尤為突出?！皢⒚伞?系統(tǒng)的出現(xiàn)，恰似為行業(yè)提供了一把 “智能鑰匙”。通過 AI 替代 70% 以上的人工參與，該系統(tǒng)將芯片設(shè)計周期從 “月” 壓縮至 “小時”，開發(fā)成本降低到原有水平的 5% 以下。這意味著中小型企業(yè)甚至個人開發(fā)者，也能借助系統(tǒng)快速定制專用芯片，徹底打破高端芯片設(shè)計的技術(shù)壁壘。更重要的是，“啟蒙” 系統(tǒng)采用 “大模型 + 智能體 + 應(yīng)用” 三層架構(gòu)，構(gòu)建了反饋式推理、跨層協(xié)同優(yōu)化等核心能力，其生成的 Verilog 代碼在專業(yè)評測中超越國際開源模型 DeepSeek-R1，展現(xiàn)出對芯片設(shè)計語言的深度理解。作為全球全流程自動化芯片設(shè)計系統(tǒng)，“啟蒙” 相關(guān)研究成果一經(jīng)發(fā)布便登上預(yù)印本平臺 arXiv，并引發(fā)《自然》子刊等權(quán)威媒體熱議。這一成果不僅填補了我國在高端芯片設(shè)計工具鏈的空白，更為應(yīng)對 “后摩爾時代” 挑戰(zhàn)提供了中國智慧 —— 當(dāng)傳統(tǒng)制程逼近物理極限，AI 驅(qū)動的架構(gòu)創(chuàng)新與生態(tài)優(yōu)化，或?qū)⒊蔀檠永m(xù) “摩爾定律” 的新引擎。中科院計算所團(tuán)隊十余年在芯片與 AI 交叉領(lǐng)域的深耕，孕育出這一顛覆性成果。從早期的寒武紀(jì)等標(biāo)桿成果，到如今的 “啟蒙” 系統(tǒng)，科研人員通過 “自頂而下 + 自底而上” 的迭代開發(fā)模式，突破了數(shù)據(jù)稀缺、正確性驗證等世界級難題，為全球芯片設(shè)計提供了可復(fù)用的技術(shù)框架。結(jié)語

“啟蒙 2 號” 的誕生，預(yù)示著芯片設(shè)計正從 “實驗室的精密儀器” 變?yōu)?“開發(fā)者的通用工具”。學(xué)習(xí)詳情請咨詢夏老師

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