直到最近，半導(dǎo)體行業(yè)對(duì)云端芯片設(shè)計(jì)和電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化 (EDA) 工具優(yōu)勢(shì)的認(rèn)識(shí)還有些“陰暗”。雖然我們?cè)谌粘Ｉ钪惺褂玫脑S多應(yīng)用程序（例如支付處理、業(yè)務(wù)流程/協(xié)作和大數(shù)據(jù)分析）都依賴于云計(jì)算技術(shù)，但芯片設(shè)計(jì)行業(yè)采用云解決方案的時(shí)間更長(zhǎng)。

芯片設(shè)計(jì)公司投資于自己的高性能數(shù)據(jù)中心容量以完成圖書(shū)館表征等艱巨任務(wù)的日子正在消退。在半導(dǎo)體行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)壓力下，芯片設(shè)計(jì)人員選擇遷移到云計(jì)算技術(shù)，以跟上繁重的質(zhì)量要求、嚴(yán)格的上市時(shí)間目標(biāo)和高昂的成本。創(chuàng)新的、面向云的 EDA 解決方案正是由這些嚴(yán)格要求定義的半導(dǎo)體行業(yè)應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)并蓬勃發(fā)展所需要的。

讓我們仔細(xì)看看隨著摩爾定律的好處開(kāi)始減弱，利用公共云進(jìn)行半導(dǎo)體設(shè)計(jì)和驗(yàn)證如何幫助推動(dòng)硅創(chuàng)新。

云作為新的前沿

直到最近，業(yè)界對(duì)云在芯片開(kāi)發(fā)中的作用的看法參差不齊。這是因?yàn)槟柖梢龑?dǎo)該行業(yè)經(jīng)歷了 50 多年的發(fā)展和創(chuàng)新。然而，正如埃森哲所指出的那樣，摩爾定律的步伐正在放緩，而“芯片開(kāi)發(fā)成本飛漲，競(jìng)爭(zhēng)來(lái)自非傳統(tǒng)領(lǐng)域，客戶需要成倍增加的功率和功能來(lái)支持令人興奮的新應(yīng)用，例如互聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng) (IoT)、人工智能 (AI) 以及即將推出的量子計(jì)算。”

在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的環(huán)境中，計(jì)算能力阻礙了芯片設(shè)計(jì)更快地推向市場(chǎng)，云計(jì)算自然成為公司獲取設(shè)計(jì)和驗(yàn)證現(xiàn)代片上系統(tǒng) (SoC) 所需資源的可行選擇。

雖然芯片設(shè)計(jì)公司有自己不同的理念，但有一些普遍的市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)因素正在影響更多的芯片設(shè)計(jì)人員遷移到云端。

高效的時(shí)間和更高的質(zhì)量

隨著芯片變得越來(lái)越大和越來(lái)越復(fù)雜，芯片設(shè)計(jì)和驗(yàn)證資源面臨越來(lái)越大的上市時(shí)間壓力。同時(shí)，工程工作量也在不斷增加，工程師們一直在用更少的可用資源承擔(dān)更多的工作。與在現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)中心運(yùn)行 EDA 解決方案不同，使用云允許更多的計(jì)算資源來(lái)加速基礎(chǔ)芯片設(shè)計(jì)和驗(yàn)證過(guò)程。更不用說(shuō)還有彈性的好處——根據(jù)需要快速擴(kuò)大或縮小規(guī)模的能力。正是這種靈活性，即使在時(shí)間敏感的場(chǎng)景中，也使得遷移到云端對(duì)芯片設(shè)計(jì)人員更具吸引力。

讓我們考慮一下庫(kù)表征，這是一項(xiàng)需要大量計(jì)算資源的高度可并行化的任務(wù)。在云計(jì)算普及之前，芯片設(shè)計(jì)公司被迫投資于自己的高性能數(shù)據(jù)中心容量，以應(yīng)對(duì)這些眾所周知的困難工作負(fù)載。結(jié)果，系統(tǒng)要么被過(guò)度利用，要么被利用不足，或者需要對(duì)工作負(fù)載進(jìn)行排序，從而導(dǎo)致延遲。另一方面，云計(jì)算可以在需要時(shí)提供對(duì)盡可能多的計(jì)算資源的按需訪問(wèn)，從而將周轉(zhuǎn)時(shí)間從幾周縮短到幾天。

為保持先進(jìn)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)、低功耗設(shè)計(jì)和推向標(biāo)線限制的設(shè)計(jì)的高質(zhì)量結(jié)果，需要在設(shè)計(jì)流程的所有階段進(jìn)行驗(yàn)證工作。但是，當(dāng)內(nèi)部計(jì)算資源并非無(wú)限時(shí)，設(shè)計(jì)經(jīng)理被要求在上市時(shí)間和結(jié)果質(zhì)量之間取得微妙的平衡。

然而，通過(guò)云實(shí)施，實(shí)際上有“無(wú)限”的資源，因?yàn)樵铺峁┝藞?zhí)行大規(guī)模模擬、時(shí)序簽核和物理驗(yàn)證任務(wù)的能力，這些任務(wù)將緊張或壓垮本地計(jì)算資源。云計(jì)算技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)使設(shè)計(jì)經(jīng)理能夠在很大程度上權(quán)衡質(zhì)量和時(shí)間效率這一曾經(jīng)幾乎不可能完成的任務(wù)。

云計(jì)算技術(shù)為芯片設(shè)計(jì)人員提供了多種好處，并幫助推動(dòng)了半導(dǎo)體行業(yè)的創(chuàng)新。

更低的成本和彈性

雖然盡快將最高質(zhì)量的產(chǎn)品推向市場(chǎng)始終是第一目標(biāo)，但以盡可能低的成本生產(chǎn)芯片緊隨其后。通過(guò)使用云，傳統(tǒng)的芯片設(shè)計(jì)公司（甚至小型初創(chuàng)公司）可以采用混合工作流程模型，其中本地計(jì)算資源由云資源在突發(fā)使用期間增加，以降低擁有自己的數(shù)據(jù)中心的成本。云為在需要時(shí)訪問(wèn)最新一代的計(jì)算和存儲(chǔ)資源提供了一個(gè)邏輯管道，具有即付即用模式的靈活性。

云的彈性也有助于提高結(jié)果成本。隨著云供應(yīng)商開(kāi)發(fā)成本更低的計(jì)算資源，例如利用過(guò)剩容量的現(xiàn)貨實(shí)例，他們可能能夠提供更低的定價(jià)。設(shè)計(jì)公司應(yīng)該尋找可以利用這些機(jī)會(huì)的 EDA 解決方案。

房間里的大象：安全

雖然遷移到云有明顯的好處，但基于對(duì)安全性和系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)間的擔(dān)憂，半導(dǎo)體行業(yè)仍然存在一些猶豫。采用現(xiàn)代云安全和云原生流程和技術(shù)有助于確保 EDA 工作負(fù)載將在安全、受監(jiān)控的云基礎(chǔ)架構(gòu)上運(yùn)行。EDA 供應(yīng)商與云安全供應(yīng)商密切合作，通過(guò)應(yīng)用強(qiáng)大的身份和訪問(wèn)管理功能來(lái)調(diào)整他們的技術(shù)來(lái)保護(hù) EDA 工作負(fù)載并防止數(shù)據(jù)泄露。

在大多數(shù)情況下，云供應(yīng)商在共享責(zé)任模式下運(yùn)營(yíng)，其中云的安全是供應(yīng)商的責(zé)任，而云的安全則留給其客戶。為了主動(dòng)規(guī)劃安全模型，EDA行業(yè)應(yīng)該在實(shí)施之前清楚地了解這種共享責(zé)任意味著什么。這意味著要問(wèn)這樣的問(wèn)題：云供應(yīng)商是否在其基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用程序中從頭開(kāi)始構(gòu)建安全性，并確保運(yùn)營(yíng)安全？EDA供應(yīng)商是否正在利用適合云環(huán)境的加密和下一代監(jiān)控和故障排除工具？

至于系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)間，EDA客戶可以放心地知道，云提供商構(gòu)建了大量冗余，以確保其計(jì)算資源的高可用性和彈性。EDA應(yīng)用程序可以跨高可用性集群運(yùn)行，以提高可靠性和正常運(yùn)行時(shí)間。

云就緒EDA的未來(lái)

在對(duì)功能越來(lái)越豐富的高性能硅的競(jìng)爭(zhēng)壓力下，芯片制造商以更低的成本快速創(chuàng)新的動(dòng)力是無(wú)情的。同時(shí)，EDA和IP供應(yīng)商之間的創(chuàng)新產(chǎn)生了云優(yōu)化解決方案，這些解決方案能夠支持極高的計(jì)算需求，并減少芯片設(shè)計(jì)和驗(yàn)證任務(wù)的周期時(shí)間。

顯而易見(jiàn)的是，云計(jì)算中的EDA顯然不僅僅是一種趨勢(shì)；這是一個(gè)行業(yè)的前進(jìn)方向，該行業(yè)正在努力解決爆炸式的計(jì)算需求，同時(shí)繼續(xù)推動(dòng)減少設(shè)計(jì)和驗(yàn)證的周期時(shí)間。簡(jiǎn)而言之，隨著云計(jì)算環(huán)境下的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）繼續(xù)變得更加復(fù)雜，這反過(guò)來(lái)又加快了其作為半導(dǎo)體持續(xù)創(chuàng)新途徑的采用。這是一個(gè)良性循環(huán)，為整個(gè)行業(yè)和許多依賴先進(jìn)硅芯片的行業(yè)帶來(lái)了好處。

審核編輯 黃昊宇