美制裁再逼突破！中國發表「啟蒙」系統，開發全球首個 AI 設計處理器

中國科學院運算技術研究所（CAS）聯合軟體研究所，全球首個基於人工智慧技術的處理器晶片軟硬體全自動設計系統──「啟蒙」（QiMeng），並開發出全球首顆由 AI 設計的處理器「啟蒙 1 號」（QiMeng-CPU-v1）。

「啟蒙」是首個基於人工智慧（AI）技術、實現從晶片硬體到基礎軟體的全流程自動化設計，並在多項關鍵指標上達到人類專家手工設計水準，或部分超越人類專家的表現。

該系統是來自 CAS 的新開源專案，利用大型語言模型（LLM）進行「全自動化的軟硬體設計」，並可用於設計「整個 CPU」。不過，目前展示的樣品晶片似乎仍相對弱小。

晶片硬體設計依賴工程師團隊編寫等硬體描述代碼（如Verilog、Chisel 等），透過電子設計自動化（EDA）工具生成電路邏輯，並反覆進行功能驗證和性能優化。由於此過程高度專業化且複雜，通常需上百人團隊耗時數月甚至數年，成本極高。為了減少晶片軟硬體設計的人力和資源投入，滿足晶片設計日益多樣化的需求，研究人員以AI 技術構建國際首個全自動的處理器晶片軟硬設計系統「啟蒙」。

▲ 啟蒙 1 號實物圖。（Source：知乎）

目前該系統已設計出兩款處理器，首先是「啟蒙1號」，這在 5 小時內完成 32 位 RISC-V CPU 的全部前段設計，效能相當於英特爾 486 處理器，規模超過 400 萬個邏輯門，目前已完成 Tape Out；再來為升級版「啟蒙 2 號」（QiMeng-CPU-v2），據稱可媲美 Arm Cortex A53，為國際首個全自動設計的超標量處理器核，規模擴大至 1,700 萬個邏輯門。

▲ 啟蒙 1 號和啟蒙 2 號性能對比。（Source：知乎）

「啟蒙」的吸引力在於有潛力成為業界的顛覆者，並具備更廣泛的應用前景。要實現處理器晶片軟硬體全自動設計，主要面臨數據稀缺、正確性和求解規模等方面的關鍵挑戰。對此，「啟蒙」建立處理器晶元軟硬體全自動設計的新範式，共包含三個層級，底層為處理器晶片領域大模型，中間層構建晶片和軟體智慧體，實現處理器晶元和基礎軟體的自動設計，在最上層應用於晶元軟硬體設計的各個步驟。而在測試中，「啟蒙」據稱能在數日內完成人類團隊需數週才能達成的任務。