在12月29日召開(kāi)的2022 中國(guó)（深圳）集成電路峰會(huì)暨全球存儲(chǔ)器行業(yè)創(chuàng)新論壇主論壇上，華為閃存存儲(chǔ)領(lǐng)域總裁黃濤發(fā)表了題為《華為 OceanStor 存儲(chǔ)，為半導(dǎo)體行業(yè)提供可靠數(shù)據(jù)加速底座 》主題演講，全面闡述了華為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)助力EDA仿真加速以及面向半導(dǎo)體設(shè)計(jì)制造的系列解決方案。

面向四大場(chǎng)景，為半導(dǎo)體行業(yè)加速

當(dāng)前數(shù)字經(jīng)濟(jì)成為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)新動(dòng)能，其中半導(dǎo)體行業(yè)是關(guān)鍵。同時(shí)，隨著半導(dǎo)體技術(shù)不斷進(jìn)步，芯片的復(fù)雜度、電路設(shè)計(jì)難度越來(lái)越高，半導(dǎo)體行業(yè)面臨著芯片仿真耗時(shí)長(zhǎng)、EDA仿真壓力大、上市周期壓縮三大挑戰(zhàn)。針對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)，華為OceanStor存儲(chǔ)通過(guò)系列產(chǎn)品與解決方案的創(chuàng)新，面向半導(dǎo)體EDA及MASK仿真、半導(dǎo)體CIM智能制造、半導(dǎo)體產(chǎn)線AI質(zhì)檢4大場(chǎng)景，為半導(dǎo)體行業(yè)提供可靠數(shù)據(jù)存儲(chǔ)底座。

芯片生產(chǎn)活動(dòng)中，99%以上的執(zhí)行和決策依賴于CIM（Computer Integrated Manufacturing）系統(tǒng)，CIM是半導(dǎo)體制造工廠的生命級(jí)系統(tǒng)，對(duì)可靠性、安全性的要求極高。華為提供業(yè)界唯一的SAN/NAS免網(wǎng)關(guān)Active-Active雙活解決方案以及業(yè)界唯一的高端全互聯(lián)存儲(chǔ)架構(gòu)，提供99.99999%的高可靠性，保障半導(dǎo)體產(chǎn)線業(yè)務(wù)零中斷。

在工廠數(shù)字化改造過(guò)程中，以AI質(zhì)檢代替?zhèn)鹘y(tǒng)質(zhì)檢方式，是企業(yè)提高生產(chǎn)效率的必然選擇。針對(duì)AI質(zhì)檢場(chǎng)景中，海量圖片和數(shù)據(jù)對(duì)保存及分析有很強(qiáng)的訴求，華為基于OceanStor Dorado全閃存、OceanStor混合閃存存儲(chǔ)及DME數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理引擎提供百億文件秒級(jí)檢索、超期數(shù)據(jù)自動(dòng)刪除、冷熱數(shù)據(jù)自動(dòng)分級(jí)等功能特性，助力企業(yè)降本增效。

此外，面向IC初創(chuàng)企業(yè)，華為推出支持EDA一體化設(shè)計(jì)及仿真系統(tǒng)的計(jì)算型存儲(chǔ)。單個(gè)設(shè)備融合計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)和虛擬化的能力并提供豐富的企業(yè)級(jí)NAS特性，為初創(chuàng)EDA設(shè)計(jì)企業(yè)提供物超所值、簡(jiǎn)單易用的高性能方案。

面向半導(dǎo)體EDA及MASK仿真這一重要場(chǎng)景，華為根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)訴求，做出了系列優(yōu)化以助力半導(dǎo)體企業(yè)在EDA仿真海量小文件場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)仿真效率提升。

熟悉IC設(shè)計(jì)的人都知道，過(guò)去十年中，IC設(shè)計(jì)中仿真驗(yàn)證成本的增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)成本。數(shù)據(jù)表明，包括工程師、軟件、硬件在內(nèi)的驗(yàn)證資源占到整個(gè)前端設(shè)計(jì)的70%，而設(shè)計(jì)本身只占30%，所以仿真驗(yàn)證在整個(gè)集成電路行業(yè)當(dāng)中的占比會(huì)越來(lái)越高，而且隨著工藝的升級(jí)，該占比還在提升（如上圖所示），所以要確保芯片高效開(kāi)發(fā)，就要提升仿真的效率。

與此同時(shí)，隨著仿真任務(wù)數(shù)大規(guī)模增加，仿真壓力也在增加，以某著名IC設(shè)計(jì)公司為例，2017年該公司EDA仿真JOB數(shù)是14億 ，到了2021年已暴增到127億！5年增加了近10倍！仿真數(shù)目的暴增也要求參與仿真的IT設(shè)備要隨之迭代升級(jí)，并對(duì)并發(fā)能力、帶寬、性能有新的要求。

華為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)如何加速EDA仿真，實(shí)現(xiàn)效率提升30%？

華為OceanStor Dorado全閃存的NAS功能通過(guò)三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)即全局分布式文件系統(tǒng)、智能布局、FlashLink智能盤控配合算法，就分別解決了小文件百萬(wàn)次的讀取和快速定位的問(wèn)題、將海量小文件的訪問(wèn)時(shí)延降低到0.5ms、最大程度發(fā)揮SSD性能達(dá)到上千萬(wàn)OPS的指標(biāo)，整體實(shí)現(xiàn)了比業(yè)界高30%的性能。

據(jù)筆者了解，目前華為OceanStor Dorado全閃存EDA存儲(chǔ)解決方案已經(jīng)大量商用，很多知名企業(yè)都采用了該解決方案用于仿真設(shè)計(jì)！

那么，華為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是如何大幅度提升EDA仿真效率的？這要從EDA仿真的數(shù)據(jù)文件和EDA仿真存儲(chǔ)面臨的挑戰(zhàn)來(lái)分析。

我們都知道EDA仿真主要分前端業(yè)務(wù)和后端業(yè)務(wù)。前端業(yè)務(wù)主要以RTL編碼仿真為主，數(shù)據(jù)特點(diǎn)基本都是KB級(jí)別的小文件，并且主要是8KB左右的文件為主，超過(guò)60%以上都是元數(shù)據(jù)讀寫(xiě)，這類場(chǎng)景針對(duì)存儲(chǔ)的要求就是更高的OPS性能訴求。后端業(yè)務(wù)，主要以綜合優(yōu)化仿真、編譯網(wǎng)表及網(wǎng)表測(cè)試為主，主要是GB級(jí)別的大文件寫(xiě)場(chǎng)景，這類場(chǎng)景就要求存儲(chǔ)具備高帶寬能力。

而EDA仿真平臺(tái)面臨的另一個(gè)困境是解決方案不匹配或者不會(huì)用，表現(xiàn)在：1、服務(wù)器本地盤方案資源利用率低投資浪費(fèi)2、共享存儲(chǔ)方案選型不對(duì)、導(dǎo)致仿真性能差影響研發(fā)進(jìn)度。3、專業(yè)存儲(chǔ)不會(huì)規(guī)劃使用。

在同華為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)專家的交流中了解到，針對(duì)EDA仿真場(chǎng)景中的系列挑戰(zhàn)，華為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)通過(guò)四大舉措提升仿真效率！

1、從存儲(chǔ)層面針對(duì)EDA場(chǎng)景8項(xiàng)優(yōu)化提升仿真性能30%+

針對(duì)海量小文件場(chǎng)景，優(yōu)化IO性能。EDA場(chǎng)景會(huì)有大量刪除臨時(shí)文件的操作，華為OceanStor Dorado全閃存存儲(chǔ)專門針對(duì)刪除操作做了CPU綁核處理，專核專用，確保高負(fù)載情況下操作不卡頓。

華為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采用全局共享的分布式文件系統(tǒng)，基于目錄均衡打散，消除控制器的瓶頸，支持自動(dòng)遷移熱點(diǎn)目錄到空閑控制器上，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)負(fù)載均衡。

2、全閃存介質(zhì)升級(jí)，能效優(yōu)化降低整體TCO

存儲(chǔ)介質(zhì)主要分HDD機(jī)械硬盤以及SSD全閃存硬盤。以前大多數(shù)IC設(shè)計(jì)企業(yè)，會(huì)選擇采用1.2TB左右的HDD機(jī)械硬盤，通過(guò)好幾個(gè)硬盤柜來(lái)堆存儲(chǔ)性能，但是這樣會(huì)導(dǎo)致機(jī)房空間、功耗大幅增高。目前越來(lái)越多的IC設(shè)計(jì)企業(yè)，尤其是一些先進(jìn)制程的比如7nm、5nm芯片設(shè)計(jì)企業(yè)，為了性能需求會(huì)選擇SSD全閃存存儲(chǔ)。

從投入產(chǎn)出比看，SSD應(yīng)用可以大大降低企業(yè)的運(yùn)維成本，相比于傳統(tǒng)存儲(chǔ)需要配置幾十個(gè)磁盤機(jī)柜、上萬(wàn)塊HDD磁盤，SSD只需要幾個(gè)機(jī)柜即可；SSD不僅在空間需求上優(yōu)勢(shì)明顯，在能耗、運(yùn)維成本上也非常突出：相對(duì)于HDD，在相同的容量下，SSD的電力能耗降低70%，空間占用節(jié)省50%。在存儲(chǔ)系統(tǒng)中每更換1塊SSD，帶來(lái)的節(jié)能減排效果，相當(dāng)于種了150棵樹(shù)，以及3360個(gè)普通家庭熄燈一小時(shí)。

3、存儲(chǔ)層豐富的企業(yè)軟件特性，幫助IC設(shè)計(jì)企業(yè)更好的管理數(shù)據(jù)提升效率

在存儲(chǔ)層，通過(guò)豐富的軟件特性設(shè)計(jì)可以幫助IC企業(yè)更好的管理數(shù)據(jù)，提升效率。IC設(shè)計(jì)企業(yè)在研發(fā)過(guò)程中可能會(huì)有多個(gè)項(xiàng)目，項(xiàng)目組之間的數(shù)據(jù)為了信息安全需要相互獨(dú)立。如只有一套存儲(chǔ)，那么利用多租戶的特性，可以確保數(shù)據(jù)安全隔離。在EDA仿真中會(huì)產(chǎn)生海量臨時(shí)文件搶占存儲(chǔ)資源，IC設(shè)計(jì)企業(yè)可以通過(guò)給VIP任務(wù)設(shè)置最低性能要求，保證關(guān)鍵任務(wù)執(zhí)行中存儲(chǔ)資源不被搶占，任務(wù)能夠高效順利完成。此外，針對(duì)海量小文件備份效率低的問(wèn)題，通過(guò)底層技術(shù)，做到“Disk to Disk”的快速備份，性能提升最大可達(dá)10倍。

4、存儲(chǔ)層四級(jí)可靠為EDA仿真平臺(tái)平穩(wěn)運(yùn)行保駕護(hù)航

永遠(yuǎn)在線的方案：通過(guò)業(yè)界唯一的NAS Active-Active雙活解決方案，確保單套存儲(chǔ)故障時(shí)不會(huì)影響生產(chǎn)。

永遠(yuǎn)在線的系統(tǒng)：通過(guò)RAID-TP可以容忍3塊硬盤同時(shí)失效，另外全閃存儲(chǔ)重構(gòu)1TB時(shí)間只需要15分鐘，解決壞硬盤不影響生產(chǎn)的問(wèn)題。

永遠(yuǎn)在線的架構(gòu)：通過(guò)SmartMatrix全互聯(lián)架構(gòu)和獨(dú)有的SMB Failover功能，可以容忍單套存儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)單個(gè)引擎故障或者7個(gè)控制器故障，業(yè)務(wù)不中斷。

永遠(yuǎn)在線的SSD：通過(guò)硬盤全局磨損與反磨損均衡技術(shù)，來(lái)提升SSD的使用壽命，降低IT運(yùn)維人員壓力。

結(jié)語(yǔ)

一分耕耘一分收獲，華為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)持續(xù)投入為中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)加速發(fā)展貢獻(xiàn)力量。半導(dǎo)體行業(yè)在未來(lái)還將持續(xù)且快速的發(fā)展。作為半導(dǎo)體行業(yè)重要的一環(huán)，華為OceanStor存儲(chǔ)，基于深厚的專業(yè)底蘊(yùn)，融合多家頭部設(shè)計(jì)企業(yè)的實(shí)際使用訴求，將致力為半導(dǎo)體行業(yè)提供可靠加速數(shù)據(jù)底座。（完）

審核編輯 ：李倩