為什么云在復(fù)雜設(shè)計(jì)中變得必要。

云計(jì)算不再是“下一件大事”;它已成為許多行業(yè)業(yè)務(wù)的主流工具。然而，我們自己的IC設(shè)計(jì)和EDA行業(yè)一直在觀望云趨勢(shì)。我們一直很謹(jǐn)慎，直到現(xiàn)在還沒有像其他行業(yè)那樣接受云。今年有什么變化？是什么促使設(shè)計(jì)公司和EDA工具供應(yīng)商更加認(rèn)真地研究基于云的解決方案？

SoC 設(shè)計(jì)的規(guī)模和復(fù)雜性每年都在繼續(xù)增長(zhǎng)。當(dāng)今以數(shù)據(jù)為中心的世界需要需要處理大量計(jì)算的芯片。不斷添加更多計(jì)算能力和新功能的需求促使設(shè)計(jì)人員在短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)向工藝技術(shù)的前沿。這些因素給物理驗(yàn)證閉合帶來了巨大的挑戰(zhàn)，特別是隨著工藝技術(shù)向7nm、5nm及以下發(fā)展。物理驗(yàn)證是一項(xiàng)計(jì)算密集型任務(wù)。一個(gè)典型的 7nm 運(yùn)行集可以有多達(dá) 10，000 個(gè)復(fù)雜規(guī)則，并且需要大約 100K DRC 計(jì)算操作來實(shí)現(xiàn)這些規(guī)則。因此，7nm 的全芯片 DRC 簽核可能需要數(shù)天時(shí)間才能進(jìn)行一次迭代。云計(jì)算是應(yīng)對(duì)物理驗(yàn)證運(yùn)行時(shí)挑戰(zhàn)的一種很有前途的方法。

下一個(gè)問題——為什么是現(xiàn)在？幾年前，使用云似乎很可怕。半導(dǎo)體公司對(duì)他們?cè)谠浦械脑O(shè)計(jì)有幾個(gè)擔(dān)憂——數(shù)據(jù)的安全性、網(wǎng)絡(luò)延遲、生態(tài)系統(tǒng)支持等等。然而，今天，云解決方案被公開接受。隨著云采用成為我們行業(yè)其他領(lǐng)域的常態(tài)，我們現(xiàn)在對(duì)在云中提供 IC 設(shè)計(jì)更有信心。此外，生態(tài)系統(tǒng)的所有部分都在融合。一些 EDA 工具，如 Synopsys 的 IC 驗(yàn)證器，已經(jīng)發(fā)展成為完全云就緒的解決方案。臺(tái)積電代工廠最近推出了“開放式創(chuàng)新平臺(tái)虛擬設(shè)計(jì)環(huán)境”（OIP VDE），這是一個(gè)云設(shè)計(jì)平臺(tái)，允許臺(tái)積電客戶在云中安全地開發(fā)SoC設(shè)計(jì)環(huán)境。今年，當(dāng)我與幾位客戶談?wù)撍麄兊奈锢眚?yàn)證運(yùn)行時(shí)問題時(shí)，他們中的大多數(shù)人都渴望在云中部署他們的物理驗(yàn)證作業(yè)。他們不再猶豫使用云資源（在某些情況下多達(dá) 1000+ CPU），如果這意味著全芯片 DRC 簽核可以在數(shù)小時(shí)而不是數(shù)天內(nèi)完成。

物理驗(yàn)證是為數(shù)不多的非常適合云的設(shè)計(jì)步驟之一。運(yùn)行集中的命令分布到多個(gè)并行作業(yè)中，這些作業(yè)在不同的 CPU 內(nèi)核上獨(dú)立運(yùn)行。IC驗(yàn)證器的大規(guī)模并行分布式處理引擎充分利用了云的靈活性和彈性。

展望未來，這一領(lǐng)域有哪些令人興奮的新機(jī)遇？機(jī)器學(xué)習(xí)與云計(jì)算相結(jié)合，有可能為設(shè)計(jì)帶來重大價(jià)值。對(duì)于任何 ML 應(yīng)用程序，構(gòu)建大型數(shù)據(jù)集來訓(xùn)練模型對(duì)于提高模型的預(yù)測(cè)能力至關(guān)重要。EDA中的機(jī)器學(xué)習(xí)開始受到關(guān)注，缺乏數(shù)據(jù)集是一個(gè)關(guān)鍵問題。云讓我們有機(jī)會(huì)以正確的方式收集數(shù)據(jù)，通過僅聚合運(yùn)行中的相關(guān)數(shù)據(jù)而不泄露專有設(shè)計(jì)信息。還可以對(duì)數(shù)據(jù)集進(jìn)行分組，以便為不同的細(xì)分市場(chǎng)（例如，所有設(shè)計(jì)師，特定鑄造廠的客戶，或一家公司內(nèi)的設(shè)計(jì)師）定制不同的方法。云中設(shè)計(jì)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是遠(yuǎn)程調(diào)試;臺(tái)積電VDE等云設(shè)計(jì)平臺(tái)使EDA工具供應(yīng)商能夠遠(yuǎn)程快速地調(diào)試客戶問題。

現(xiàn)在是IC設(shè)計(jì)和EDA完全擁抱云計(jì)算的時(shí)候了嗎？答案是響亮的“是的！毫無疑問，持續(xù)的創(chuàng)新將使云計(jì)算在未來幾年成為IC設(shè)計(jì)的前沿。

審核編輯：郭婷