NEDO 正在开展“加速 AI 芯片开发的创新促进项目”,在该项目中,我们与米乐m6官方网站和东京大学合作,在东京大学本乡区(东京都文京区)浅野校区开发“AI 芯片设计基地”。该基地将于 2023 年 4 月 1 日开始全面运营。
该基地提供了可根据用户规划灵活搭建的半导体设计环境,以及本项目开发的“AI芯片IP设计与评估平台”。
借此,我们的目标是在短时间内以低成本实现从人工智能芯片设计到演示系统开发的所有过程,从而加速中小企业和风险投资公司的人工智能芯片开发。

图1 AI芯片设计库功能
在快速发展的物联网社会中,人工智能(AI)技术作为从包含各种格式的海量数据(大数据)中为人们的生活创造新价值的关键技术而受到关注。
构成人工智能技术基础的半导体集成电路正变得越来越小、越来越集成,使得能够执行更先进的信息处理,但增加单位面积的能耗已成为极其重要的问题。特别是通用半导体集成电路往往会消耗大量能源,因此开发能够以更少的能源高效运行人工智能的专用半导体集成电路和器件(AI芯片)至关重要,而开发AI芯片的竞争正在全球范围内加剧。
在日本,出现了许多中小企业和风险投资公司,并致力于人工智能芯片的开发。然而,AI芯片的发展需要EDA 工具是啊硬件模拟器(硬件模拟器),标准IP核,需要由高性能服务器机器、大容量存储等组成的昂贵且大规模的半导体设计环境,即使中小企业或风险投资公司有创新想法,这也是设计和原型制作AI芯片的障碍。
基于这一背景,NEDO(新能源产业技术综合开发机构)加速AI芯片研发创新推进工程”(以下简称本项目),与米乐m6官方网站(AIST)和国立大学法人东京大学合作,在东京大学本乡区浅野校区(东京都文京区)的武田尖端智能大楼内设立“AI芯片设计中心”(俗称AI芯片设计中心[以下简称AIDC])。 2019 年 10 月 AIDC开始试运营我们准备了由AI芯片设计所需的EDA工具、硬件仿真器、标准IP核等组成的AI芯片设计环境,并致力于开发AI芯片设计的通用平台技术,例如利用这些技术的设计流程、积累知识和技术以及培训人力资源。截至2023年1月,共有195人、74个项目作为基地用户,其中包括中小企业和风险投资公司,配合AIDC试点运营,验证了该项目开发的通用平台技术,确认了该基地的有效性。
现在,我们将于 2023 年 4 月 1 日开始全面运营 AIDC。AIDC 定位为 AIST 的共享设施,AIST 和东京大学将共同进行全面运营。从4月份开始,AIDC将提供通过该项目构建的设计环境,以及如何使用该环境的信息和技术诀窍,旨在加速中小企业和风险投资公司的人工智能芯片开发。我们也将不断研发新技术,旨在为AI芯片设计提供多种一站式服务。
报告该项目最终结果的会议将于 2023 年 3 月 22 日 13:00 在东京大学武田高级情报大楼武田大厅举行。详情请参阅下面的链接。
AIDC 最终业绩报告会议通知 (https://ai-chip-design-centerorg/aidc_debriefing2023/)
AIDC拥有EDA工具、硬件仿真器、标准IP核、高性能服务器机器和大容量存储。作为 EDA 工具,上游设计物理设计相关的一组工具可用。 H/W 仿真器能够使用日本最大的电路(拥有 23 亿个门)在几个小时内验证 100 亿个周期。对于标准IP核,我们准备了可用于28纳米和12纳米工艺的标准接口电路,使用配备这些标准IP核的评估芯片和评估板,用户可以使用硬件仿真器提前评估自己开发的电路与标准IP核之间的连接。
从 2023 年 4 月 1 日起,这些工具将能够根据用户的设计计划,结合 AIST 条款和条件规定的计划和选项,灵活地构建和使用半导体设计环境(图 2)。

图2 根据设计工作量构建灵活的设计环境的示意图
AI 芯片 IP设计/评估平台是执行中小企业、风险投资公司等开发的算法的引擎人工智能加速器的设计和评估平台要在真实环境中评估一个AI加速器,需要开发一个片上系统(SoC),即所谓的AI芯片,它包括AI加速器和标准系统电路,并用它来进行系统级的评估,这需要大量的成本和时间。因此,AIDC开发标准系统电路、验证电路、测试电路、评估板、软件开发环境等作为共性平台技术,并将这些共性技术提供给中小企业和风险投资公司,作为AI加速器的设计和评估平台。通过使用该平台,AIDC用户可以获得一个环境,可以在短时间内(与传统技术相比不到45%)和低成本为每个公司自己的配备AI加速器的芯片设计、原型、组装、评估和构建演示系统。
已使用 28 nm 工艺的设计和评估平台检查“AI-One”的运行情况6 个参与组织(包括 5 家公司)已成功演示了 AI 加速器。进一步的 12 nm 工艺 (FinFET) 的设计/评估平台演示,目前两家中小型风险投资公司的合作,设计了一款配备三种独特AI加速器的演示芯片“AI-Two”,完成了在外部制造公司原型制作的实际芯片的组装,并将其安装在评估板上,并开始了芯片评估。目前,我们的各个合作伙伴公司都在评估自己的AI加速器,到目前为止我们已经确认这三种类型的AI加速器都按照设计的频率运行(图3)。展望未来,我们将在2023年3月之前确认AI加速器的功能并完成其作为设计和评估平台的开发。

图3目前正在演示的“AI-Two”设计和评估平台
要使用 AIDC,您需要从 AIDC 网站 (https://ai-chip-design-centerorg) 申请使用。该网站还包括有关 AIDC 主办的论坛和各种研讨会的公告和新闻。
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