在AI热潮推动下,电子设计自动化(EDA)领域的AI辅助工作流成为焦点。Cognichip推出专为半导体工程打造的专有AI模型——人工智能芯片智能(ACI),并部署了涵盖半导体物理与芯片设计原理的“业界最大训练数据集”。

ACI Enterprise是Cognichip的可部署平台,融合专用模型、代理工作流、项目记忆及推理计算基础设施。公司将其定义为一种“自学习飞轮”,通过整合规格说明、寄存器传输级(RTL)代码和验证结果,构建满足功耗、性能和面积(PPA)帕累托极限目标的设计环境。Cognichip首席产品官Stelios Diamantidis表示,数据集已包含超一千万个训练样本,涵盖自主设计及合成生成内容。

自学习飞轮:从规格到RTL的自动化

ACI能够分析规格、探索微架构、生成RTL、验证设计、修复功能问题并优化PPA,甚至集成现有IP模块或生成FPGA方案。该系统旨在让工程师专注于产品需求与架构决策,由系统处理逻辑实现与验证。

Diamantidis指出,系统具备自我验证能力,无需设计师兼任验证引擎。作为自学习飞轮,ACI支持回溯修改早期架构决策,微架构变化会自动映射至RTL,反之亦然,避免从头开发。

目前,Cognichip已参与超40个客户项目,涉及瑞萨电子(Renesas)和SiTime等,覆盖微控制器、加密引擎、网络处理器、RISC-V CPU及AI加速器等领域。

在一项针对某领先无晶圆厂半导体公司的评估中,ACI基于55页微架构规格书,从零开发RTL并集成中间件,生成SystemVerilog测试台,实现超90% UVM覆盖率的功能验证闭环。全过程仅耗时10天且仅需一名工程师,而传统方法需要一个完整前端设计团队约20周。

需注意,该案例基于详细规格书,并非从零开始;且加速效果仅限前端工程,未包含物理实现、流片及制造等环节。

预测物理后果,但非物理实现

ACI不涉及物理实现,布局布线、时钟树综合及签核仍需依赖Cadence、Synopsys和西门子EDA等传统工具。Diamantidis强调,符合预估PPA的架构在物理实现后可能因互连延迟等因素无法达标,导致昂贵迭代。

为此,Cognichip利用内部开发的半导体设计数据训练模型,使其在前端阶段即可预测PPA特性。评测显示,相比Anthropic Claude Opus和Google Gemini等通用模型50%-100%的误差,ACI将预路由阶段的物理实现预测误差降至约10%。但这并非最终布后特性,实际寄生参数仍可能影响时序与功耗。

复杂SoC与第三方IP集成

针对数百万逻辑门的子系统组合成复杂SoC时的互连与时钟约束,ACI支持扁平化和层次化优化,从顶层驱动约束分解并在集成时重新聚合。公司并未声称ACI可独立开发单片式处理器,而是配合IP块和子系统使用,由工程师集成至更大芯片。

在第三方IP集成方面,ACI仅需接口规范即可处理集成逻辑,无需访问专有RTL。平台通过SOC 2 Type II认证,在企业防火墙内保护客户IP,但仍受限于第三方IP提供商的许可协议。

价值与局限

ACI通过自动化前端劳动密集型任务,有望降低定制硅片门槛,尤其利好资源有限的初创公司。然而,该技术尚未展示自主开发经物理验证的完整芯片能力。其核心价值取决于PPA预测准确性及消除工程反馈循环的能力,在复杂SoC中的实际成效仍有待观察。