AI for Simulation / Coding / Chips
这一部分讨论如何将 AI 工具(主要是 LLM)应用到仿真、编码和芯片性能分析中。 重点不是做大模型本身,而是「怎么把 AI 用在现有工作流上」,提高效率和代码质量。
1. AI + 仿真(AI for Simulation)
在仿真工作流中,AI 可以辅助模型选择、参数调优、结果判读等环节, 但需要保持物理约束、数值稳定性和工程可验证性作为第一原则。
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1.1 模型与参数选择
- 基于先验物理与数值分析的模型推荐:在给定工况下,推荐合适的湍流模型、多相模型等。
- 参数调优:时间步长、收敛判据、预条件参数等的智能选择。
- 工况分类:根据输入条件自动判断问题类型,选择对应的求解策略。
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1.2 结果判读与分析
- 流场特征识别:自动识别激波、分离区、涡结构等关键特征。
- 异常检测:识别不合理的计算结果、收敛异常等。
- 趋势分析:从大量算例中提取规律,辅助工程决策。
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1.3 算例生成与优化
- 网格质量评估:自动识别网格问题,提供改进建议。
- 边界条件推荐:基于相似算例推荐合适的边界条件设置。
- 优化方向建议:在参数空间中快速定位有希望的区域。
- 1.4 边界与约束 AI 辅助不能替代物理理解,所有建议都需要基于物理约束和数值稳定性进行验证。 工程可验证性是最终标准。
2. AI + Coding(AI for Coding)
利用 LLM 等工具辅助 C++ / Fortran 开发,提高编码效率和代码质量。
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2.1 代码生成与补全
- 函数实现:根据接口和注释生成基础实现代码。
- 模板代码:生成常见模式的代码模板(如迭代器、工厂模式等)。
- 代码补全:智能补全、上下文感知的代码建议。
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2.2 代码重构与优化
- 重构建议:识别代码异味,提供重构方案。
- 性能优化:识别性能瓶颈,建议优化方向。
- 代码风格:统一代码风格,提高可读性。
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2.3 测试与验证
- 测试用例生成:根据函数接口自动生成测试用例。
- 边界条件测试:识别边界情况,生成针对性测试。
- 回归测试:从历史 bug 中学习,生成回归测试。
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2.4 文档与注释
- 代码注释生成:根据代码逻辑生成清晰的注释。
- API 文档:自动生成函数文档、参数说明等。
- 代码解释:帮助理解复杂代码的逻辑。
- 2.5 调试辅助 错误分析、日志解读、性能分析报告的辅助理解。 帮助快速定位问题根源。
3. AI + 芯片(AI for Chips)
利用 AI 做瓶颈识别、参数搜索、调度策略探索,而不是替代架构设计。
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3.1 性能瓶颈识别
- 从性能数据中自动识别瓶颈:计算、通信、I/O 等。
- 瓶颈根因分析:深入分析瓶颈产生的原因。
- 优化建议:基于历史经验提供优化方向。
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3.2 参数搜索与调优
- 超参数搜索:在参数空间中高效搜索最优配置。
- 调度策略优化:任务调度、资源分配策略的自动优化。
- 数据布局优化:基于性能数据推荐最优数据布局。
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3.3 预测与规划
- 性能预测:基于配置预测性能表现。
- 资源规划:预测资源需求,优化资源分配。
- 故障预测:基于历史数据预测潜在故障。
- 3.4 边界与约束 AI 辅助不能替代对芯片架构的深入理解,所有建议都需要结合硬件特性进行验证。 架构设计仍然需要工程师的专业判断。
4. 工具与实践(Tools & Practice)
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4.1 常用工具
- LLM 工具:ChatGPT、Claude、GitHub Copilot 等。
- 代码分析工具:结合 AI 的静态分析、代码审查工具。
- 性能分析工具:AI 辅助的性能分析平台。
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4.2 工作流集成
- 如何将 AI 工具无缝集成到现有开发工作流中。
- 版本控制:AI 生成代码的版本管理和审查流程。
- 质量控制:如何确保 AI 生成代码的质量和正确性。
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4.3 最佳实践
- 提示工程:如何编写有效的提示词,获得更好的 AI 输出。
- 迭代优化:如何通过多轮交互逐步完善 AI 生成的内容。
- 人工审核:AI 输出必须经过人工审核,不能直接采用。
5. 我的实践(My Practice)
目前主要关注:
- 使用 LLM 辅助 C++ 代码编写和重构,提高开发效率。
- 利用 AI 工具辅助仿真结果分析和问题诊断。
- 探索 AI 在芯片性能分析和调度策略优化中的应用。
- 建立 AI 辅助开发的质量保障流程,确保代码正确性。
后续会在 项目案例 和 技术笔记 中, 逐步展开具体的 AI 应用场景、使用经验和效果评估。 重点强调:AI 是工具,不是替代,物理约束和工程可验证性始终是第一原则。