爱游戏-芯片设计上云，AI智算赋能｜速石科技构建从芯片系统设计到制造的一站式融合平台

[导读]当前，我国集成电路财产面对诸多严重挑战，包罗国际竞争加重、手艺封闭和供给链限制致使的外部压力，和内部高端芯片设计与制造能力不足、要害装备和材料依靠进口、财产链协同不足等问题。同时，国内市场需求快速增加，供需矛盾凸起，芯片自给率较低，加上高端人材欠缺和研发投入不足，进一步加重了成长难度。 当前，我国集成电路财产面对诸多严重挑战，包罗国际竞争加重、手艺封闭和供给链限制致使的外部压力，和内部高端芯片设计与制造能力不足、要害装备和材料依靠进口、财产链协同不足等问题。同时，国内市场需求快速增加，供需矛盾凸起，芯片自给率较低，加上高端人材欠缺和研发投入不足，进一步加重了成长难度。 在全球科技竞争加重的布景下，我国需集中资本霸占“卡脖子”手艺，增强财产链上下流协同，晋升高端人材培育与手艺立异能力，鞭策财产自立化成长，并经由过程国际合作与市场多元化下降风险，构建更具韧性的集成电路财产生态。 面临集成电路财产的诸多挑战，芯片设计上云和云平台的利用正成为破局之道。云平台经由过程矫捷挪用计较资本、下降本钱、晋升效力，为芯片设计供给了更高效、平安的解决方案，同时连系AI调剂优化，显著加快设计历程。在ICCAD年夜会上，速石科技展现了其领先的融会智算研发平台，我们也有幸采访到了速石科技首席手艺官张年夜成，深切切磋了这一范畴的最新进展。 张年夜成指出，跟着半导体财产的快速成长，芯片设计正从单一模块设计慢慢迈向系统级设计。这一趋向对芯片设计企业提出了更高的要求，特别是在EDA东西与CAE仿真东西慢慢融会的布景下，研发平台的功能和交互体例需要进行重年夜改革。 以往EDA工程师更多专注在数字设计或摹拟设计的流程，但在新的系统设计时期，设计工作需要同时斟酌电磁、布局、电源完全性、功耗完全性等多维度身分。例如，在SOC与Chiplet的2.5D或3D封装中，布局仿真、电磁仿真和电源仿真等使命变得尤其主要。这类多学科融会的设计需求，对传统的东西流（flow）和设计流程提出了庞大挑战。 本年行业内呈现了诸如Snowflake收购Streamlit和Cadence收购Beta CAE等主要并购事务，进一步印证了这一融会趋向的加快成长。速石科技灵敏地捕获到这一行业转变，并推出了融会型研发设计平台。这一平台整合了芯片设计的前后端仿真、布局仿真和电磁仿真等功能，帮忙企业客户实现从芯片到系统的一体化设计。 AI智算赋能，晋升复杂仿真效能 在芯片的设计研发进程中，全部流程从界说产物的功能需求最先，颠末一系列的设计、验证、仿真、调试、优化，终究实现高效完成。这此中，连系速石科技的AI模子调剂和资本治理方案，可以或许确保全部流程加倍智能和高效。 起首，全部研发流程肇端在产物特征SPEC的界说。这个阶段，工程师按照市场需乞降利用场景肯定芯片的具体功能，好比需要设计GPU、CPU、MCU（微节制器）、DPU（数据处置单位）等焦点模块，还可能触及到WIFI、5G通讯、蓝牙、存储卡、激光雷达、AI节制芯片、显示节制等要害功能模块。经由过程对产物功能需求的切确界说，这一步为后续设计供给了清楚的标的目的。 接下来进入研发治理阶段，这是全部流程的焦点部门。研发治理环节包罗多个手艺复杂的子流程： 设计仿真是第一个主要环节，包罗摹拟、数字电路的设计和射频仿真，确保芯片在理论上可以实现所需功能。这一步依靠在一系列高精度设计东西，好比Virtuoso、Verdi、SpyGlass等，这些东西帮忙工程师优化电路设计、查抄逻辑毛病。 随后是制造仿真，这是从芯片设计到物理实现的要害环节。工程师会进行物理建模、电磁场阐发、布局力学阐发，和多物理场的综合阐发，确保设计可以在现实的制造情况中实现。这一进程中，东西如CST、HFSS、COMSOL等被普遍利用，用在阐发复杂的热、力学、电磁机能等。 在全部研发治理阶段，频频迭代、优化是要害，确保设计知足SPEC界说的所有要求。 因为研发流程中的计较使命极为复杂，特殊是在仿真阶段需要耗损年夜量计较资本，这时候速石科技供给的AI计较优化模子就派上用处了。速石科技经由过程一套专用的AI调剂框架，实现研发使命的智能治理和资本优化。 “这个进程里面就是有一个自立练习的AI模子，跟EDA东西慎密连系。我们可以去进修他们的汗青仿真使命和功课特征、使命的特征和产物类型的数据，编译成他们本身的模子，这个模子会利用到他们本身的研发平台里面，帮他们从顶端，设计泉源告知他们，你今天设计一个simulation，你做仿真的话，不需要再看这边几多机械资本，几多CPU，几多核可以用，完全不需要。”张年夜成注释到，“其实从底层的角度来看的话，我们还可以增添异构资本的一些治理，好比GPU卡，连系一些机械作为办事器，再连系速石科技的国产变速器，供给完全的解决方案，那AI这块儿就是在此中和EDA东西和营业的属性慎密连系的模式。” 据悉，速石的AI模子调剂系统接入研发流程后，操纵MLOps平台不竭进修和优化模子，并将优化后的模子用在研发计较中的使命调剂。这个调剂系统首要由以下几个部门构成： · 起首是Fsched资本设置装备摆设，它可以或许智能地分派CPU、GPU、内存等计较资本，确保计较使命始终可以或许高效运行。 · 随后，Fsched使命调剂及时调剂使命的优先级，按照分歧使命的主要性和资本需求矫捷放置。 · 最后是Fsched使命监控，及时跟踪使命的状况，发现息争决运行中的瓶颈问题。 这些调剂能力背后，依托在重大的计较资本池，包罗计较队列、CPU焦点、GPU卡、内存和硬件仿真器等，乃至可以矫捷挪用夹杂云计较的资本。如许，研发团队可以专注在芯片设计自己，而无需担忧计较资本不足或调剂效力低的问题。 终究，这套系统让全部研发流程从界说产物到完成验证的每步都加倍智能化和高效。经由过程优化资本分派、晋升计较效力，速石科技的方案不但加快了芯片研发历程，还显著下降了计较本钱，为研发团队节流了时候和资金。 芯片上云的近况与将来：从“热度高涨”到“务实需求” 在芯片设计复杂度不竭晋升、研发本钱居高不下的布景下，云仿真逐步成为鞭策行业立异的主要手艺手段。当前，虽然中国IC设计企业的整体数目未达预期，但对高精度设计和复杂研发的需求仍然兴旺。特殊是立异型IC设计公司，面对庞大的资本压力，若何以最小的投入完成高机能芯片的开辟，成为要害问题。 最近几年来，云平台的利用模式也产生了显著转变。2021至2022年是芯片设计公司上云的岑岭期，但经济情况的转变使企业的云计较利用从“高热度”转向“务实化”。现在，云仿真更多被用在解决突发性和告急性的计较需求，经由过程矫捷挪用资本，企业可以或许以更低的本钱快速完成仿真使命，并在紧急的研发进度中取得和时反馈。张年夜成提到：“将来，云仿真的利用会加倍务实，企业会专注在用云解决突发的高需求场景，以晋升效力的同时严酷节制本钱。” 另外，芯片设计中日趋增加的计较需求也催生了夹杂云架构的鼓起。单机仿真能力已没法知足年夜范围仿真使命的要求，而速石科技提出的夹杂云解决方案实现了当地平台与云端资本的无缝跟尾。这一架构不但能动态获得计较资本，还可以或许在计较完成后确保数据平安回归当地。具体而言，不管是高机能计较节点仍是小型计较机，速石科技都能按照企业营业需求矫捷调剂资本，从而在本钱与效力之间获得最好均衡。这类夹杂云架构，特殊合用在企业应对周期性岑岭使命或突发性需求，成为芯片设计研发中的有力弥补。 速石科技在自立研发上的成绩也值得存眷。其焦点产物Fsched调剂器，颠末多年研发，已成为一款完全可控的国产调剂器，可以或许替换国际主流产物RDM的功能。这不但实现了调剂器的自立可控，也弥补了国产替换的手艺空白，为芯片设计企业在研发中的本钱优化和手艺平安供给了保障。速石科技经由过程这一产物的落地，揭示了其在国产化手艺上的延续冲破和深耕能力。“我们花了四五年时候研发Fsched，可以或许完全替换国际主流调剂器，这是一种从无到有的尽力，也是一种对峙，”张年夜成说道，“这款产物已在国内被普遍验证，我们对国产化的将来布满决定信念。” 值得一提的是，最近几年来，速石科技联袂坚信服、芯启源、沐曦等国产硬件厂商，和芯华章、芯和、阿卡思等工业软件厂商，深度合作打造了笼盖底层IT根本架构到上层利用软件的小型信创生态系统。经由过程整合国产东西链资本，速石科技为行业用户供给了全方位、一站式的信创解决方案，有力帮忙客户应对当前地缘政治带来的手艺和供给链挑战。 更主要的是，速石科技灵敏地捕获到了芯片设计从单一设计向系统级设计转型的趋向。跟着EDA东西与CAE仿真东西的慢慢融会，芯片设计企业在进行SOC和Chiplet设计时，需要同时斟酌电磁、布局、功耗完全性等多维度身分。速石科技经由过程一体化的手艺平台，为企业供给从东西到系统的周全撑持，助力客户应对复杂系统设计的挑战。“将来的设计平台必然是面向系统级设计的，这是全部行业成长的标的目的，”张年夜成强调，“速石科技但愿经由过程手艺能力帮忙客户实现从东西到系统的周全进级。” 写在最后 速石科技的云仿真解决方案不但知足了当前芯片设计企业对矫捷性和本钱节制的需求，还经由过程夹杂云架构的手艺优势，为行业摸索出了更高效的研发模式。在国产化布景下，速石科技的手艺冲破也为国内企业供给了一个主要的自立可控标的目的。从仿真到调剂，从东西到系统，速石科技正在为芯片设计行业的将来注入新的动力。“云仿真与自立手艺是芯片设计企业迈向将来的要害。”张年夜成总结到，“能多做一点，就多做一点。我们但愿用本身的手艺和方案，帮忙企业走得更远。”

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