“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。 计算所供图

本报讯（记者赵广立）芯片设计是一项非常具有挑战性且耗费人力和资源的工作，整个过程通常需要数以百计的研究团队迭代数月或数年才能完成。人工智能能否帮助人们自动化地设计芯片？对此，中国科学院计算技术研究所（以下简称计算所）近年来开展了一系列探索，并于近期取得重要进展。相关论文近日公布于预印本平台arXiv。

计算所处理器芯片全国重点实验室团队提出了“以验证为中心”的处理器智能设计方法学：从随机电路出发，由机器全自动完成包括验证、调试和修复的反复迭代，直到获得满足设计需求的目标电路。

团队运用上述方法，在5小时内自动设计出超过400万个逻辑门的32位RISC-V通用处理器——“启蒙1号”，将现有能自动设计的电路规模提升了3~4个数量级。

“启蒙1号”芯片是世界上首颗无人工干预、全自动设计的处理器芯片，可以正常运行Linux操作系统，实测性能达到了Intel 486的水平。为进一步提升自动生成处理器的性能，团队提出了一种基于门级依赖关系分析的自动流水线设计方法。与传统数据依赖分析只能在寄存器等高层次进行不同，该方法可在细粒度的门电路级别自动进行数据流分析。在分析结果基础上，通过二元猜测图构建了细粒度的流水线控制单元，在保证功能正确的前提下，利用门级前递和猜测提高了程序执行效率。更重要的是，在某些情况下可以找到比人类设计更优的流水设计，平均吞吐效果提升了31%。

相关论文信息：https://doi.org/10.48550/arXiv.2306.12456