世界首颗AI全自动设计CPU！中国团队（中科软所、

　　天选团队【新智元导读】中科院计算所等机构推出了世界首个完全由AI设计的CPU芯片，不仅比目前GPT-4所能设计的电路规模大了4000倍，而且性能也达到了与Intel 486相当的水平。中科院计算所的处理器芯片全国重点实验室及其合作单位，用AI技术设计出了世界上首个无人工干预、全自动生成的CPU芯片——启蒙1号。这颗完全由AI设计的32位RISC-V CPU，相比GPT-4目前所能设计的电路规模大4000倍，并可运行Linux操作系统，且性能堪比Intel 486。这通常需要由工程师团队编写代码（如Verilog、Chisel或C/C++等），然后在电子设计自动化（EDA）工具（如逻辑综合或高层次综合工具）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，还需反复使用测试用例对其进行迭代的功能验证和性能/功耗优化。然而，该过程极其复杂琐碎，通常需要上百人团队迭代数月或数年才能完成。以典型Intel CPU为例，超过500位工程师花了两年时间才完成整个设计过程[1]。为了减少人力和资源投入，研究人员采用AI技术直接从测试用例的输入-输出（IO）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。该方法在5小时内生成了超过4,000,000个逻辑门的32位RISC-V CPU——启蒙1号（见图1），比目前GPT-4所能设计的电路规模大4000倍。图1 启蒙1号芯片版图及实物图，其中CPU核部分完全由算法自动生成，芯片于2021年12月采用65nm工艺流片，运行频率300MHz该CPU于2021年12月流片，回片后成功运行了Linux操作系统和SPEC CPU 2000程序，其性能与Intel 486 CPU相当（见图2）。启蒙1号是世界上首个无人工干预、全自动生成的CPU芯片。该方法甚至自主地发现了包含控制器和运算器等在内的冯诺依曼架构，为后续发现人类未知的体系结构优化知识提供了参考。图2 启蒙1号芯片可以成功运行Linux操作系统及性能对比（CPU-AI为启蒙1号）与传统CPU设计流程中需要大量人工参与不同，研究人员考虑使用「输入-输出（IO）」作为输入，因为IO可以从大量现成的测试用例中直接获取或自动生成。因此，可以将CPU自动设计问题形式化为「满足输入-输出规范的电路逻辑生成问题」。这也使得传统的CPU设计流程发生了巨大变化：只需测试用例即可以直接生成满足功能需求的电路逻辑，摒弃了传统设计流程中非常耗时的、依赖人工的逻辑设计与验证环节（见图3）。图3 (a) 传统的CPU设计流程包括耗时的逻辑设计与验证；(b) 所提出的全自动CPU设计流程直接从IO生成保证功能正确的电路逻辑（1）规模挑战：在没有任何专家给出的形式化或非形式化电路描述时，设计空间大小等同于全部可能存在的电路设计。对于以IO描述的电路来说，一个典型RISC-V CPU的设计空间约为；在如此巨大空间中找到功能正确的CPU超出了当前自动化设计方法的能力；（2）精度挑战：生成的目标电路逻辑必须要足够精确（例如功能验证准确率99.%），否则任何微小错误都将造成巨大损失，这远远超过了传统AI算法和应用对精度的要求。针对前面所提到的挑战，不同于传统基于连接主义的深度学习方法，研究人员所提出的方法是基于对二元决策图（Binary Decision Diagram，BDD）进行扩展的二元猜测图（Binary Speculation Diagram, BSD）。与传统的BDD构建依赖于形式化的描述不同，BSD使用常数0/1对BDD中的子图进行功能猜测。在设计流程中，首先使用仅有1个节点的BSD作为对未知黑盒函数的初始估计，然后利用动态规划方法逐步增加BSD中的节点个数，从而丰富电路细节（见图4）。该工作理论上证明了随着BSD节点个数的增加，其电路准确率会逐步提升。

　　这是“新智元”在今天中午12：51发出的！“世界首颗AI全自动设计CPU！中国团队重磅推出，性能堪比486，规模提升4000倍”一文的图片。英文版图片中，注明3的就是寒武纪公司！论文作者的上标数字3的是寒武纪公司人员！论文作者最后二名为：陈天石，陈云霁！18名作者(未计天选最后二名，陈天石，陈云霁)中，有5名寒武纪员工！@战略战术王

　　我得到的消息是台积电即便通过代理机构流片也只能小规模，不可能给大规模流片，中芯南方两个问题，一个是良率问题，再一个是产能问题，软件生态是需要行业大规模使用才能完善的，但是大规模使用得要大规模流片，大规模产业使用，死结了

　　你这么容易被忽悠，很容易被套的。上面哥们说的很清楚了，芯片设计难度没那么大，重点是制造以及软件生态上。英特尔，amd 都没无法挑战英伟达的权威你以为是为什么。知道啥是软件生态吗？扯什么国产操作系统，这是完全不懂啊

　　官方都明确2021年就回片了，可以国产操作系统 参与单位 中科大 寒武纪 这个研发主要是陈天石与哥哥陈云霁等5位寒武纪科研人员

　　真正的卡点不在设计上，是在代工流片上和软件生态上，你怎么就搞不清楚核心矛盾呢

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