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芯片设计师的危机,首个AI全自动生成的CPU"启蒙1号"问世

2023-07-03 15:29:05 综合报道 阅读:
日前,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技术设计出了一颗32位的RISC-V CPU“启蒙1号”——这是世界上首个无人工干预、全自动生成的CPU芯片。

整个2023年上半年,以ChatGPT为首的AI浪潮席卷了全球,各大厂商纷纷下场开发自家的AI,生成式AI对于算力的高需求也使得GPU芯片的销量一路高涨,全球的算力资源都处于短缺的状态。与此同时,面对越来越聪明的AI,人们也纷纷预测它到底会取代哪些人类的工作,没想到它反手第一个就把为自己设计“家园”的芯片设计师给“淘汰”了。wPBednc

日前,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技术设计出了一颗32位的RISC-V CPU“启蒙1号”——这是世界上首个无人工干预、全自动生成的CPU芯片。wPBednc

据了解,这颗CPU采用65nm工艺,频率达到300MHz,同时该CPU已于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,性能与Intel 486系列的80486SX相当,但是设计周期却缩短到了它的1/1000。wPBednc

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芯片实物wPBednc

(来源:https://arxiv.org/pdf/2306.12456.pdf)wPBednc

据介绍,先进芯片制造必须经历1000多个步骤。每个阶段都需要进行复杂的计算,每一步都必须近乎完美,CPU设计制造自然也是如此。在这项颇具挑战性的工作中,通常需要工程师团队编写代码,之后在EDA工具的辅助下完成电路设计。在此过程中,还少不了反复测试与验证优化。正是由于过程极为复杂繁琐,且极为耗费人力物力,一项大型芯片设计项目有时候甚至需要数月甚至数年时间才能完成——以英特尔K486 CPU为例,仅仅验证阶段便需要190天。wPBednc

而启蒙1号的研究人员基于BSD二元猜测图(Binary Speculation Diagram, 简称 BSD)算法,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,在5小时内就生成了这枚芯片。其训练过程虽然不到5个小时,但是却能达到>99.999999999%的验证测试准确性,所以仅需要测试用例,便可以直接生成满足需求的电路逻辑,可以去除传统设计流程中的逻辑设计与验证环节。wPBednc

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传统CPU设计流程与全自动CPU设计流程的对比wPBednc

(来源:https://arxiv.org/pdf/2306.12456.pdf)wPBednc

其实这不是AI第一次生成芯片,此前纽约大学坦登工程学院的研究人员就已通过简单的英语“对话”,利用ChatGPT-4生成了一颗微处理芯片,而我国研究人员此次在5个小时内生成了400万逻辑门,是目前GPT-4所能设计的电路规模的4000倍之大。wPBednc

目前,随着AI技术的发展,已经有越来越多的公司开始将其引入到芯片设计制造,有行业专家表示,虽然启蒙1号CPU目前性能还比较差,无法与顶级的CPU相比,但只要对AI不断的训练,对技术路径的不断摸索,那么由AI自动生成的CPU有望在5年-10年内达到甚至超越人类专家设计CPU的水准。wPBednc

不过,EDN小编认为,AI在未来到底会不会真的“淘汰”掉人类芯片设计师,这点还是存在疑问的,毕竟在真正达到强人工智能阶段之前,AI也许更多只能作为一种辅助的工具来帮助加速设计,毕竟人类芯片设计师的源源不断的创新才是芯片技术不断发展进步的根本。wPBednc

责编:Ricardo
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