吳明宜中國研究人員用 AI 在 5 小時內設計出 RISC-V 處理器 效能約同 Intel 80486
一組中國科學家團隊近日發表一份名為《將機器設計推向極限：以 AI 自動化 CPU 設計》的論文。論文說明他們如何在不到 5 小時內設計出一款工業規模的 RISC-V CPU。以結果而言，AI 設計的 CPU 效能表現大概和 Intel i486 差不多。
中國學者的研究想要了解，機器是否能像人類一般設計晶片。之前 AI 的設計都很小，也很簡單，因此為了測試 AI 設計的能耐，研究人員將目標設定在以 AI 設計 RISC-V CPU，並在 2021 年完成這項研究。
研究一開始是一段機器學習的訓練過程。訓練內容是先讓 AI 模型觀察一系列 CPU I/O。他們從這個 I/O 生成一個二進位推測圖 (Binary Speculation Diagram, BSD)，並使用蒙地卡羅模擬法的擴充原則及布林函數來強化 AI CPU 設計的準確性及效率。研究人員解釋，這個 CPU 設計是僅根據外部觀察輸出輸入 (I/O) 而成，而非以正式的程式碼編寫出來。
研究人員說，以 AI 加持設計 CPU，要比人類團隊快 1,000 倍，該設計的準確性高達 99.99999999999%。
AI 運用上述的流程設計出第一款 RISC-V32IA 指令集 CPU，名為「啟蒙一號」， 為 65 奈米製程，頻率最高達 300MHz。它能執行 Linux (kernel 5.15) ，而在 Drystone 標竿測試中，這款 CPU 效能等同 1989 年的 i486/80486，並比 1992 年的 Acorn Archimedes A3010 更快一點。此外，研究團隊號稱 BSD 從頭發現了范紐曼型架構 (von Neumann architecture) 架構（註：是現代電腦設計的基礎架構）。
但由 AI 從頭設計 RISC-V CPU 並非只是純粹學術研究，或企圖翻新 CPU 設計法。研究人員說本研究的價值在突破，AI 能大幅節省現行半導體的設計和優化時程。此外，中國學者認為其研究可成為發展自我演化的機器的基礎。
不過以 AI 參與晶片設計早有前例。三月時 Nvidia 也曾發表以 AI 優化晶片設計，特別是位置配置規劃 (Floor Planning)。此外，五月間，新思科技 (Synopsy) 也號稱其 DSO.ai 軟體已經參與過 200 多款的客戶晶片設計。