阿常

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EDA上云,助力中国芯片业起飞

2021-5-4 13:28:44 显示全部楼层
近年来,中国大陆的芯片设计业取得了长足进步。根据中国半导体行业协会提供的最新数据,截止到2020年底,中国大陆有2218家芯片设计企业,同比增长了25%,广泛分布在消费电子、汽车、智慧园区、建筑业等多个行业。

如何才能帮助中国芯片设计业取得更快的发展?4月22日,中国芯片行业的重镇西安,陕西省半导体行业协会主办、紫光云技术有限公司承办、启迪之星(西安)协办了一场“芯云智联 擎领未来 云上芯片设计技术沙龙”。会上,紫光云公司CTO办公室主任邓世友给出了紫光云的建议:“上云”。

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紫光云公司CTO办公室主任邓世友


芯片设计“上云”

芯片设计之所以需要“上云”,首先是因为市场需求发生了很大变化。一方面,异构计算的流行,使得市场对于CPU、GPU、AI等“大芯片”的需求有了长足的增长,这对芯片设计所需的算力和CAD环境提出了挑战。另一方面,我们正在进入万物互联时代,对于物联网芯片的需求日益剧增,产品迭代速度却进一步加快,要求芯片设计的周期更短。

其次,芯片设计的前端和后端又呈现出完全不同的作业特征:前端设计要求高并发、多线程、混合随机访问、元数据密集、百万级小文件;后端设计则需要单线程、内存密集型、有序访问、长时间运行、大文件……

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最后,随着工艺的不断演进,芯片设计的总成本还在不断攀升。其中,EDA软件成本和验证成本占到了整体成本的70%。再看时间分布,验证和仿真占到了研发时间的70%。

与上述变化相对应的,则是如今芯片设计企业最关注的三个难题:一是在性能上如何用最优的配置满足复杂的芯片设计场景;二是上云的成本优化,即云厂商提供的方案能否真正做到快速扩容和回收;三是能否保障芯片设计各层级的安全。

“上云”,恰恰能够有效解决以上三个难题。从2019年开始,海外芯片巨头纷纷“上云”。例如,台积电、新思、益华电脑利用微软Azure云服务,在20分钟内构建了10万个虚拟运算单元,极大地缩短了开发时间。AMD则与合作伙伴一起,将EPYC 7纳米芯片的实体验证“上云”,仅仅10个小时就完成了全部流程。

老冀认为,中国大陆芯片设计企业的“上云”需求更为迫切。要知道,目前中国大陆这2218家芯片设计企业中,87%都是规模在100人以下的小型Design House。如果仅仅依靠企业自身十分有限的资源,显然不足以解决海外芯片巨头都难以解决的难题。

幸好有了紫光芯片云。当初,阿里云、腾讯云等云服务平台,帮助众多中小互联网公司实现了高速发展;如今,以紫光芯片云为代表的专业云服务平台,也将助力众多芯片设计企业迈出关键的那一步。

弹性、协同、安全

为什么说芯片设计要上紫光芯片云?在老冀看来,这是因为紫光芯片云同时做到了弹性、协同、安全,而这也是芯片设计企业最关注的三点。

第一点是弹性。客户对于芯片的交付时间催得紧,怎么办?芯片设计企业可以利用紫光芯片云,用算力换时间。以前只有一台机器的时候,要完成验证和仿真需要100个小时;上云之后,可以同时用100台机器来做,一个小时搞定。此外,用了紫光芯片云,设计仿真验证环境的速度也要远远快过企业自建的速度。

紫光芯片云之所以如此有信心,是因为他们曾经接了个非常有挑战的项目。去年8月,紫光展锐,这家全球第三大独立手机芯片设计企业,在开发至关重要的7纳米5G SoC芯片的时候,选择了紫光芯片云进行设计仿真和验证。

结果让紫光展锐非常满意。此前预算需要服务器1500台月,经过云端资源性能优化,实际使用992台月,资源需求节省了33%;IT部门的人力投入也从30人月降低到18人月,整体资源运维人力投入降低了多达40%。

更重要的则是抢出了时间。此前,这个项目预计需要3个半月的时间,最终只用了两个半月就顺利完成,足足提前了一个月。这也使得紫光展锐能够有更多的机会将这颗芯片推荐给手机客户,创造更大的商业价值。

第二点是协同。如今,很多芯片设计企业都是多地设立研发中心。例如,做安全芯片的华兴半导体就在北京、上海两地设有研发中心。紫光芯片云为其提供了云端芯片研发设计协同混合云方案,同时在云上为其构建了云桌面方案,通过云专线把上海北京两个办公室联通,进行云上的研发设计协同。由此看来,在紫光芯片云的助力之下,芯片设计企业能够实现更好的研发设计协同。

第三点是安全。针对企业数据安全,紫光芯片云推出了云端核心数据透明加密解决方案。加密算法和软件在操作系统层面完成,无需EDA工具适配,无感知加密。在设计终端安全接入与管控方案中,数据不落地,集中管控用户权限,保证数据安全接入。

做产业互联网平台

如今的紫光芯片云已经超出了行业云的范畴,而是正在成为芯片设计的产业互联网平台。

邓世友介绍,如果说紫光芯片云1.0更多聚焦在算力与设计环境提供,满足与算力、设计环境相关的痛点和需求的话,全新升级后的紫光芯片云2.0服务则更加全面配套——它联合了紫光旗下包括西安紫光国芯、新华三半导体这样具有强设计能力的团队进行能力输出,为芯片设计企业提供整体的设计服务与云服务打包方案。

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在4月22日的技术沙龙上,西安紫光国芯半导体有限公司设计服务部总监王成伟表示,公司拥有的数字电路和混合电路专业设计团队,能够提供基于世界领先工艺的ASIC设计开发验证服务,包括设计实现、功能验证、综合和DFT、物理实现、时序、物理检查及流片和测试开发等全部流程。新华三公司产品经理李强则分享了基于桌面云的协同开发办公解决方案,能够帮助其他芯片设计企业“全面上云”,将办公应用、数据、办公环境等部署在云上,并进行统一管理、集中控制。此外,国微思尔芯技术股份有限公司高级工程师梁琪还介绍了构建验证云的技术难点和重要性。

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这套整合了紫光集团丰富资源的整体解决方案,让不少芯片设计企业怦然心动。今年年初,紫光云与一家GPU芯片设计企业接触,仅用了两个星期的时间就达成了合作。这家GPU企业之所以这么快就选择了紫光云,主要基于两点原因:

一是紫光芯片云提供的设计服务加上云服务打包的方案,二是可以跟紫光云以及紫光集团旗下企业互为生态、互为客户。GPU芯片产品做出之后,不但可以搭载新华三的服务器出货,还可以应用到紫光建筑云,用于建模与渲染。

老冀还发现,紫光芯片云不仅限于紫光集团企业之间的协作,而是将其向芯片行业开放,链接更多的生态伙伴和资源供应方,联动整个芯片设计和混合云产业链,实现由单纯芯片设计工具云,向芯片设计产业互联网平台的生态化转型升级。

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芯片设计包括IT资源、CAD环境、EDA软件、IP(知识产权)、PDK(工艺设计套件)共五大件,对于自身无法完全覆盖的“后三大件”,紫光芯片云采用了生态合作的模式。邓世友表示,紫光芯片云已经联合多个国内EDA、IP合作伙伴提供设计工具和IP服务,并与芯片制造商探讨PDK合作,通过同芯片行业上下游产业链与工具厂商的深度合作,共同构建全栈服务,实现多赢。







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