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媒体报道

k8凯发国际入口2021-2025芯片设计趋势:Shift Lef|余生请多指教

来源:凯发k8·[中国]官方网站 发布时间:2024-08-21

  Cadence今年推出了其下一代Palladium® Z2企业级硬件仿真加速系统和Protium™ X2企业级原型验证系统ღ★ღ。据了解ღ★ღ,新一代系统基于下一代硬件仿真核心处理器和Xilinx UltraScale+ VU19P FPGAღ★ღ,可为客户带来2倍容量提升和1.5倍性能提升ღ★ღ,及以更少的时间为大规模芯片验证完成更多次数的迭代ღ★ღ。

  EDA设计工具的迭代更新ღ★ღ,大体上都会随着客户的需求而不断演进ღ★ღ。Cadence Z1ღ★ღ、X1到Z2ღ★ღ、X2的升级更新ღ★ღ,也不过五六年的时间ღ★ღ。这与其它几家大的EDA厂商的产品迭代速度是差不多的ღ★ღ。

  Cadence是做EDA软件起家的天生赢家·一触即发ღ★ღ,ღ★ღ,专注的核心竞争力是计算型软件ღ★ღ。过去的三年ღ★ღ,他们开发了近20个新的产品ღ★ღ。纵观这三年的研发成果可见ღ★ღ,Cadence现在整体的战略侧重在在智能系统设计上ღ★ღ。Cadence认为ღ★ღ,系统的需求可能会推动整个产业的进步ღ★ღ。芯片设计产业处于半导体行业的最上游ღ★ღ,无论是全球还是国内ღ★ღ,都是增速最快的领域ღ★ღ。AIoT时代ღ★ღ,世间万物逐步走向在线上化ღ★ღ、数字化ღ★ღ、智能化ღ★ღ,芯片市场需求决定了整个芯片设计产业的趋势和走向ღ★ღ。

  趋势一ღ★ღ:更短的设计周期ღ★ღ。赢得速度就是赢得市场ღ★ღ。研发人员要快速响应市场需求ღ★ღ,将想法很快的变成芯片ღ★ღ,加速设计ღ★ღ。并且这个芯片要能够展现独特的ღ★ღ、优越的功能ღ★ღ,然后尽快的推向市场ღ★ღ。

  趋势三ღ★ღ:智能系统设计正当时ღ★ღ。数据正在成为市场的驱动力ღ★ღ。现在国内很多大厂ღ★ღ,不管是做汽车的ღ★ღ,还是做手机的ღ★ღ,或者是做数据中心的多媒体ღ★ღ,只要有一点实力的ღ★ღ,都在纷纷构建自己的数据中心ღ★ღ,以及数据中心沟通的基础算力ღ★ღ。机器学习和深度学习ღ★ღ、整合系统优化ღ★ღ、汽车及工业ღ★ღ、5G和边缘计算ღ★ღ、分布式及云计算等这些应用都是系统设计的主要推手ღ★ღ。

  趋势四ღ★ღ:软硬件协同发展ღ★ღ。软件和硬件不再是传统的通用芯片的形式ღ★ღ,需要软件和硬件能够全部结合在一起ღ★ღ。

  趋势五ღ★ღ:系统整合ღ★ღ。当前60%到80%左右的芯片设计都是基于IPღ★ღ。未来ღ★ღ,芯片设计极有可能趋向于搭积木似的模式ღ★ღ。这种设计方式的改变ღ★ღ,关键便在于系统整合ღ★ღ,从子系统到复合SoC的整合ღ★ღ。

  清华大学魏少军教授曾表示ღ★ღ,随着AI应用的不断升级ღ★ღ,深度学习的算法以及相应的硬件架构越来越多ღ★ღ,下一代芯片的重要方向是算法和硬件的协同设计ღ★ღ,即通过算法和硬件设计的融合ღ★ღ,获得更小的延时ღ★ღ、更高的能效和算力ღ★ღ。当前余生请多指教32集泄露版沃疆k8凯发国际官网凯发天生赢家一触即发ღ★ღ,ღ★ღ。ღ★ღ,所有IC设计的挑战ღ★ღ,基本都来自于软件ღ★ღ。

  事实上余生请多指教32集泄露版沃疆ღ★ღ,软件正在主导芯片开发的成本天生赢家 一触即发ღ★ღ、流程ღ★ღ,甚至研发周期ღ★ღ,它已经成为是否能成功做出一颗好芯片的关键所在ღ★ღ。在传统的芯片设计流程中ღ★ღ,对软件的测试仿真都是放到整个项目开发的后期完成的ღ★ღ。不断验证和仿真一直是芯片研发过程中的噩梦ღ★ღ,能成功流片更是需要经历千百次的锻打考验才能通关ღ★ღ。无论是时间成本ღ★ღ,还是经费成本ღ★ღ,都严重不符合AIoT时代快速响应市场的需求ღ★ღ。

  Cadence亚太区系统解决方案资深总监张永专分享说ღ★ღ:“我们希望将整个软件的测试仿真移到设计流程前面来ღ★ღ。也就是把软件和硬件的协同运作及仿真放到芯片流片之前完成ღ★ღ,越早通过完整的系统级验证和仿真ღ★ღ,越能保证流片的成功ღ★ღ,未来的芯片也才会更符合产品的需求ღ★ღ,包括能耗ღ★ღ、功效ღ★ღ、能效等ღ★ღ。”Shift Leftღ★ღ,这也是当前主流的设计流程ღ★ღ。

  张永专进一步介绍说ღ★ღ,Shift left的实现有两个思路ღ★ღ,一是硬件加速仿真ღ★ღ;二是原型验证k8凯发国际入口ღ★ღ。通过硬件的方式加速仿真有最重要的三点要素ღ★ღ:首先ღ★ღ,它的专注点是Debug里的硬件ღ★ღ,即芯片或系统ღ★ღ。因为芯片里的RTL Code迭代速度非常快ღ★ღ,如果能快速对设计进行编译ღ★ღ,就能越快的知道Debug的效用ღ★ღ。其次k8凯发·(中国区)天生赢家一触即发ღ★ღ。ღ★ღ,Design Size不再只专注于IPღ★ღ。因为设计公司往往会应用很多的IP余生请多指教32集泄露版沃疆ღ★ღ,他们的主要工作已经转成做IP的集成ღ★ღ,然后最终做系统的验证ღ★ღ。最后ღ★ღ,Design Size变大了ღ★ღ,验证方法必需要能够容纳这么大的芯片ღ★ღ,且快速Debugღ★ღ,快速预测编译的结果ღ★ღ。

  而原型验证ღ★ღ,它的关注点则完全不一样ღ★ღ。事实上ღ★ღ,这是项目在不同的时间节点ღ★ღ,选用的不同工具ღ★ღ。在前期ღ★ღ,也就是RTL Code Verification阶段ღ★ღ,包括Power分析ღ★ღ、功效的分析ღ★ღ、Compileღ★ღ、Debugღ★ღ,都会集中在仿真加速这个阶段ღ★ღ。当设计趋于成熟ღ★ღ,完成80%ღ★ღ、90%的时候ღ★ღ,软件团队开始介入ღ★ღ,Design就会迁移到原型验证平台ღ★ღ。直到芯片Tape Out之前ღ★ღ,软件工程师都会在软件上进行系统验证ღ★ღ,即System Signoffღ★ღ。也就是说ღ★ღ,在芯片还没流片之前ღ★ღ,软件工程师已经全部都把系统归纳起来ღ★ღ,这样ღ★ღ,之后的流片ღ★ღ,成功率就会大大提升余生请多指教32集泄露版沃疆ღ★ღ。

  随着5G商用进程的推进ღ★ღ,万物互联的垂直应用需求的扩张ღ★ღ,对各类芯片的需求也呈爆炸式增长ღ★ღ。差异化的需求越来越明显ღ★ღ,尤其系统的需求各不相同ღ★ღ。软件搭配系统需求ღ★ღ,会驱动整个行业的趋势k8凯发(中国)官方网站天生赢家·一触即发ღ★ღ,ღ★ღ。如何有效快速的方便工程师设计出芯片模型ღ★ღ,并快速推向市场尤为重要ღ★ღ。张永专表示ღ★ღ,这也是为什么Cadence会推出Palladium Z2和Protium X2两个产品的原因ღ★ღ。

  基于Cadence原有的Pallaidum Z1和Protium X1产品ღ★ღ,Palladium Z2和Protium X2是Cadence把脉市场与时俱进推出的新一代系统ღ★ღ。据了解ღ★ღ,Palladium Z2硬件仿真加速平台基于全新的自定制硬件仿真处理器k8凯发国际入口ღ★ღ,可以提供业界最快的编译速度ღ★ღ,结果所见即所得ღ★ღ,以及最全面的硅前硬件纠错功能ღ★ღ;Protium X2原型验证系统基于最新的Xilinx UltraScale+ VU19P FPGAk8凯发国际入口ღ★ღ,为10亿门级别的芯片设计提供硅前软件验证的最高运行速度和最短的初始启动时间ღ★ღ,其中在Palladium Z2 系统10小时内即可完成k8凯发国际入口ღ★ღ,Protium X2系统也仅需不到24小时就可以完成ღ★ღ。

  Cadence形象的将两套系统称为动力双剑ღ★ღ。基于无缝集成的流程ღ★ღ、统一的纠错ღ★ღ、通用的虚拟和物理接口以及跨系统的测试平台内容ღ★ღ,该动力双剑组合可以实现从硬件仿真到原型验证的快速设计迁移和测试ღ★ღ。据介绍ღ★ღ,这两套系统组合被用于应对移动ღ★ღ、消费电子和超大规模计算领域最先进应用设计所面临的挑战ღ★ღ。不过ღ★ღ,张永专表示ღ★ღ,不同的应用场景ღ★ღ,对仿真验证的需求也不尽相同ღ★ღ。根据实际应用场景来灵活调整硬件加速和原型验证的比例ღ★ღ,才会得到最佳的效率提升ღ★ღ。

  比如对AI芯片来讲ღ★ღ,它的硬件相对简单ღ★ღ,设计的挑战在于必须结合非常多的算法ღ★ღ,不断地迭代k8凯发(中国)官方网站ღ★ღ。ღ★ღ。这种情况下ღ★ღ,关注点将主要是软件ღ★ღ,侧重点是AI的算力模型ღ★ღ。在初期开发Debug时ღ★ღ,可能50%的时间会需要硬件仿线%的时间会需要原型验证ღ★ღ。到Data Center则又有所不同ღ★ღ。它更关注芯片的效率k8凯发国际入口ღ★ღ,每根走线的能耗ღ★ღ、功耗尤为重要ღ★ღ,这也就决定了Data Center的仿线%的时间是在做硬件加速余生请多指教32集泄露版沃疆ღ★ღ,20%的时间是整套操作系统的原型验证ღ★ღ。

  张永专特别强调说ღ★ღ,Protium X2是目前整个业界中最快能够从仿真平台无缝接轨到原型验证平台的系统ღ★ღ。因为他们有共同的编译器(Compiler)ღ★ღ,有统一的前端平台ღ★ღ,且共用了所有的接口ღ★ღ,不管是物理接口芯片设计ღ★ღ,ღ★ღ,还是虚拟接口ღ★ღ,亦或是像PCIღ★ღ、USBღ★ღ、Ethernet这样的外部周边接口ღ★ღ,都能很快的实现从左边的仿真加速ღ★ღ,无缝迁移到右边的原型验证ღ★ღ。能做到这一点ღ★ღ,无疑在整个业界ღ★ღ,都是一项重要的创新开发ღ★ღ。

  Cadence最近收购了一家做流体动力学的公司ღ★ღ,整个公司正在走向一个非常多元化创新的发展ღ★ღ。张永专分享说ღ★ღ:“Cadence认为ღ★ღ,系统的需求可能会推动整个产业的进步ღ★ღ。我们现在整体的战略侧重在智能系统设计上ღ★ღ。以计算型软件为核心出发ღ★ღ,结合产业需求k8凯发国际入口ღ★ღ,Cadence将不只为系统加入所有的新工具ღ★ღ,也不仅仅是芯片本身ღ★ღ,还包括封装等ღ★ღ,Cadence的工具都能为系统复杂状况提供相应的解决方案ღ★ღ。”

  据介绍ღ★ღ,Cadence在AI智能工具的验证部分ღ★ღ,已经引入了机器学习ღ★ღ,从而可加速验证的验收ღ★ღ。同时ღ★ღ,Cadence还开放了人工智能的Databaseღ★ღ,客户不必再花时间和精力去开发一个有训练能力的庞大的资料库ღ★ღ,可与Cadence共享人工智能及机器学习带来的好处ღ★ღ。在数字验证部分ღ★ღ,Cadence的战略思维是Verification的速度ღ★ღ,看到左边每一个工艺节点它所最主要发挥的预估ღ★ღ,从而提供最大化的验证效率ღ★ღ。

  Cadence拥有最完整的IP与SoC验证ღ★ღ、硬件与软件回归测试及早期软件开发的全系列解决方案ღ★ღ。其产品策略有最主要的四个关键引擎ღ★ღ:第一个是形式验证的引擎ღ★ღ,即JasperGoldღ★ღ;第二个是Xcelium™ 逻辑仿真的平台ღ★ღ;第三个是Protiumღ★ღ;第四个是Palladiumღ★ღ。当通过这四个引擎进行设计验证时ღ★ღ,所有相关的大数据都将会收集到验证管理系统vManagerღ★ღ,让整个项目的工程师团队都能够及时知道验证的进度ღ★ღ,以及验证的缺陷点和人力的缺口ღ★ღ。同时ღ★ღ,还可以通过机器学习ღ★ღ,在海量的大数据中及时定位错误ღ★ღ,Debug设计的问题ღ★ღ,提供解决方案ღ★ღ,从而加速整个项目尽快完成验收ღ★ღ。这是Cadence未来几年的发展方向ღ★ღ,这样的策略会应用在各式各样垂直的产业ღ★ღ,如手机ღ★ღ、汽车电子ღ★ღ、数据中心等ღ★ღ。

  张永专表示ღ★ღ,硬件加速器真正运作的瓶颈其实不在于硬件本身ღ★ღ,关键还是在于接口ღ★ღ,以及相关的硬件性能要求ღ★ღ,如低功耗ღ★ღ,其更新速度的快慢不受限于摩尔定律ღ★ღ。敏锐感知市场需求变化尤为重要ღ★ღ!