長期以來，芯片開發(fā)者和制造商始終信賴新思科技提供的工具與IP解決方案，以打造前沿芯片產(chǎn)品。新思科技不僅為開發(fā)者提供用于芯片設(shè)計(jì)、仿真與驗(yàn)證的EDA軟件，更擁有經(jīng)過硅驗(yàn)證的豐富半導(dǎo)體IP組合，這些現(xiàn)成的“構(gòu)建模塊”使客戶無需重復(fù)開發(fā)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口或通用設(shè)計(jì)組件。“預(yù)構(gòu)建電路”也讓開發(fā)者可直接集成一系列經(jīng)過驗(yàn)證且符合標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)存、以太網(wǎng)、USB及最新通用芯粒互連技術(shù)（UCIe）等接口，從而能夠讓客戶專注于自身專長領(lǐng)域，如計(jì)算、圖形或定制加速IP的開發(fā)。

新思科技同時(shí)提供涵蓋系統(tǒng)設(shè)計(jì)、驗(yàn)證與確認(rèn)的全套解決方案，包括架構(gòu)探索、早期軟件開發(fā)以及軟硬件系統(tǒng)驗(yàn)證和確認(rèn)等工具。這些工具和技術(shù)發(fā)揮著關(guān)鍵作用，能夠支持AMD等客戶在先進(jìn)芯片開發(fā)中實(shí)施（他們的）創(chuàng)新理念。

推動(dòng)新思科技“用AI構(gòu)建AI”的四大驅(qū)動(dòng)力

半導(dǎo)體行業(yè)正邁入萬物智能的全新時(shí)代，AI技術(shù)正全面滲透、從云端到邊緣、從汽車到電腦及智能手機(jī)的各類設(shè)備。這些智能設(shè)備以軟件需求為目標(biāo)，優(yōu)化特定工作任務(wù)的性能和功耗，創(chuàng)造出軟件定義的系統(tǒng)。

在這個(gè)新時(shí)代中，四大關(guān)鍵因素推動(dòng)新思科技將AI技術(shù)融入自身工具，助力客戶構(gòu)建新的AI技術(shù)，以應(yīng)對(duì)各種嶄新挑戰(zhàn)。具體包括：

半導(dǎo)體與封裝復(fù)雜度激增–例如，AMD的Instinct MI300X AI加速器中集成了1530億個(gè)晶體管。這種龐大的晶體管數(shù)量促使開發(fā)者將優(yōu)化的小型芯片集成在單一封裝中，從而組合構(gòu)建復(fù)雜芯片。與AMD EPYC系列所采取的多芯粒封裝架構(gòu)類似，Instinet MI300X 也將AI加速器芯粒、IO芯粒和HBM3芯粒等芯粒采用3D堆疊封裝技術(shù)集成在一顆Multi-Die芯片之中。

軟件復(fù)雜性–例如大語言模型（LLM）和數(shù)據(jù)集的指數(shù)級(jí)增長推動(dòng)了對(duì)計(jì)算能力、存儲(chǔ)容量及IO速度的需求。

設(shè)計(jì)周期壓縮–AI技術(shù)的快速迭代迫使芯片設(shè)計(jì)周期從傳統(tǒng)的18-24個(gè)月縮短至12個(gè)月。

功耗和能源效率挑戰(zhàn)加劇–國際能源署在今年早些時(shí)候發(fā)布的一項(xiàng)研究估計(jì)，到2026年，全球數(shù)據(jù)中心、AI和加密貨幣的功耗將較2022年翻一番，達(dá)到1,000 TWh。

為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，新思科技正在其軟件和工具中整合AI功能，以提升產(chǎn)出質(zhì)量、提高運(yùn)行速度。公司率先在Synopsys.ai EDA整體解決方案中整合了AI能力。舉例來說，當(dāng)客戶在構(gòu)建芯片時(shí)，新思科技可以提供強(qiáng)化學(xué)習(xí)（Reinforcement Learning，RL）技術(shù)，通過設(shè)計(jì)過程中與用戶的實(shí)時(shí)交互訓(xùn)練來優(yōu)化芯片設(shè)計(jì)。再舉一個(gè)例子，新思科技開發(fā)了Synopsys.ai Copilot，這是一個(gè)為設(shè)計(jì)開發(fā)者提供全程指導(dǎo)的AI助手，可以激發(fā)開發(fā)者的創(chuàng)意并節(jié)省其查找信息的時(shí)間。

AMD首席技術(shù)官兼執(zhí)行副總裁Mark Papermaster：“Synopsys.ai EDA整體解決方案在AMD的先期部署，業(yè)已在功耗、性能和面積（PPA）以及開發(fā)效率方面帶來了關(guān)鍵的提升?！?/p>

新思科技下一步將重點(diǎn)擴(kuò)展生成式AI（Generative AI）的使用，以探索設(shè)計(jì)新領(lǐng)域并創(chuàng)造多樣化方案，進(jìn)一步革新芯片設(shè)計(jì)流程。

AI時(shí)代的半導(dǎo)體封裝新挑戰(zhàn)

為了滿足現(xiàn)代電子設(shè)備的需求，芯片尺寸不斷增大，結(jié)構(gòu)也更復(fù)雜，裸片的掩膜版尺寸已趨近極限。

過大的芯片迫使客戶不得不將它們拆分成多個(gè)裸片，采用目前行業(yè)主流的單封裝芯粒設(shè)計(jì)，這帶來了新挑戰(zhàn)。例如，如何讓芯粒互連并實(shí)現(xiàn)相互通信？

新思科技IP的嶄新互連標(biāo)準(zhǔn)UCIe（即通用芯粒互連技術(shù)）為行業(yè)指明了方向。但開發(fā)者仍需解決芯片間的功耗分配、熱管理以及相互通信時(shí)的信號(hào)完整性等挑戰(zhàn)。為了解決這個(gè)問題，新思科技開發(fā)了3DIC Compiler工具 ，致力于幫助客戶管理這些復(fù)雜性。

AMD作為相關(guān)領(lǐng)域的先驅(qū)，其現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）率先采用了Multi-Die設(shè)計(jì)，其Instinct MI300X借助TSMCCoWoS封裝技術(shù)，通過中介層將8個(gè)加速器芯粒和4個(gè)IO芯粒連接起來。

3D堆疊高帶寬內(nèi)存

高性能處理器和加速器紛紛開始在內(nèi)部部署多個(gè)計(jì)算單元（或稱之為核心）。例如，AMD Instinct MI300X配置了304個(gè)計(jì)算單元，這些單元時(shí)刻需要數(shù)據(jù)供給。對(duì)此，高帶寬內(nèi)存（HBM）帶來了內(nèi)存帶寬需求的解決方案。HBM速度非?？?，互連結(jié)構(gòu)非常密集，通常采用3D堆疊結(jié)構(gòu)。為了滿足相關(guān)內(nèi)存帶寬需求，AMD Instinct MI300X使用8個(gè)HBM3內(nèi)存堆疊，提供總共192GB的專用內(nèi)存容量。

基于AMD FPGA的新思科技硬件輔助驗(yàn)證系統(tǒng)

自20年前新思科技啟動(dòng)HAV（Hardware assisted verification，硬件輔助驗(yàn)證）產(chǎn)品線以來，與AMD建立的長期合作關(guān)系持續(xù)深化。雙方合作不僅體現(xiàn)在將AMD FPGA作為新思科技原型驗(yàn)證與硬件加速平臺(tái)的核心基礎(chǔ)，更延伸至優(yōu)化設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換的編譯器技術(shù)開發(fā)。新思科技的HAV產(chǎn)品解決方案涵蓋了HAPS原型系統(tǒng)，可支持開發(fā)者在實(shí)驗(yàn)室中開發(fā)新IP或子系統(tǒng)；以及機(jī)架級(jí)ZeBu EP系統(tǒng)，可提供主流SoC原型設(shè)計(jì)和硬件加速方案；還有ZeBu Server 5集群，可擴(kuò)展至32個(gè)高容量機(jī)架，滿足超大規(guī)模芯片設(shè)計(jì)需求。借助這些高性能、高可靠性的系統(tǒng)，開發(fā)者可以發(fā)現(xiàn)極端工況下的異?，F(xiàn)象；使用ZeBu Empower選項(xiàng)分析和調(diào)整功耗；并在芯片流片之前的數(shù)小時(shí)、數(shù)天或數(shù)周，完成運(yùn)行數(shù)十億時(shí)鐘周期的實(shí)際工作負(fù)載軟件。

配備多個(gè)調(diào)控件以優(yōu)化功耗和能效

OpenAI ChatGPT單次查詢功耗約為Google搜索的10倍。能效優(yōu)化始終是我們協(xié)助客戶的重點(diǎn)方向。為此，新思科技首先需要探索分析不同芯片組件的架構(gòu)。然后幫助客戶評(píng)估工作任務(wù)特征，識(shí)別并解決熱點(diǎn)問題。在硬件加速階段，ZeBu Empower可以分析芯片設(shè)計(jì)和軟件工作任務(wù)的功耗。新思科技客戶的仿真結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的吻合度高達(dá)95-97%。這確實(shí)讓客戶很好地了解了設(shè)計(jì)，并制定優(yōu)化方案，以滿足功耗目標(biāo)。最后，新思科技還提供準(zhǔn)確性較高的PrimePower工具，可確保在最終設(shè)計(jì)簽核之前，一切都按預(yù)期正常運(yùn)行。對(duì)此，AMD表示，你們真的提供了非常全面的調(diào)控手段。

衡量成效

新思科技有很多方法來衡量成效，包括評(píng)估客戶的PPA（功耗、性能和面積指標(biāo)）以及編譯時(shí)間，但其核心目標(biāo)始終是縮短客戶的開發(fā)周期，保障最優(yōu)產(chǎn)品質(zhì)量。

作為兩家公司合作成功的最新成果，新思科技利用工具和技術(shù)幫助AMD構(gòu)建了Instinct MI300 GPU，AMD首席執(zhí)行官Lisa Su在AMD Advancing AI 2024活動(dòng)上稱贊其為“AMD歷史上量產(chǎn)最快的產(chǎn)品”！

引領(lǐng)半導(dǎo)體技術(shù)演進(jìn)

在AI驅(qū)動(dòng)的新時(shí)代，新思科技正在幫助半導(dǎo)體和系統(tǒng)公司緊跟快速創(chuàng)新節(jié)奏。從強(qiáng)化學(xué)習(xí)（Reinforcement Learning, RL）到Copilot輔助技術(shù)，新思科技正在將AI深度整合到EDA整體解決方案中，致力于縮短芯片設(shè)計(jì)時(shí)間，提高開發(fā)效率。基于與AMD等行業(yè)領(lǐng)袖的成功實(shí)踐，新思科技將繼續(xù)推動(dòng)半導(dǎo)體市場(chǎng)向前發(fā)展，解決新興芯片、封裝和軟件定義系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、驗(yàn)證和測(cè)試挑戰(zhàn)。