改善要求苛刻的EDA計算任務 是否在優(yōu)化云計算優(yōu)勢以加快可靠性驗證？

設計的復雜性和上市時間的壓力迫使公司尋找利用可用資源的創(chuàng)新方法。云計算提供了一個可擴展且可持續(xù)的平臺，可以顯著改善要求苛刻的 EDA 計算任務（如 Calibre PERC 可靠性驗證流程）的運行時間。我們展示了公司如何使用云資源來提高生產力和加快周轉時間，然后使用這些數(shù)據(jù)來了解云計算的成本/收益關系并確定提供最大回報的最佳配置。

在當今快速發(fā)展的工業(yè)和消費產品中，集成電路 (IC) 設計公司知道，按計劃或提前將其設計推向市場對于保持或獲得競爭成功至關重要。然而，他們也知道，他們的產品上市后的性能同樣至關重要。將產品推向市場，卻無法實現(xiàn)廣告所承諾的性能或產品壽命，這是公司永遠不想擁有的噩夢。

因此，可靠性驗證現(xiàn)在是 IC 設計和驗證流程的重要組成部分。隨著設計轉向最先進的工藝節(jié)點，可靠性問題的范圍和復雜性，例如靜電放電 (ESD) 和閂鎖保護，已經大幅增加（圖 1）。作為回應，大多數(shù)代工廠現(xiàn)在提供某種形式的可靠性設計規(guī)則，這些規(guī)則由電子設計自動化 (EDA) 公司以自動化可靠性驗證工具和檢查的形式啟用 [1-3]。

圖 1. 檢查計數(shù)復雜性和 ESD 路徑密度在工藝節(jié)點上的增長。

當然，與其他所有形式的自動化 IC 設計驗證一樣，運行可靠性驗證流程需要時間和資源……有時比公司所能提供的還要多。并非每家公司都有能力獲取和管理足夠的現(xiàn)場計算資源，以按計劃進行可靠性驗證流程。幸運的是，現(xiàn)在有了另一個答案——云計算。

在使用代工廠規(guī)則平臺驗證完整芯片時，使用 3 方云計算資源滿足“高峰需求”時期，是一種可擴展且可持續(xù)的及時可靠性驗證方法。但是，公司需要清楚地了解云計算的要求、限制和成本，以便在采用云技術選項時做出明智的成本/收益決策。

使用云服務器時，公司根據(jù)使用的服務器數(shù)量、機器類別和總使用時間收費。要使用的最佳云服務器數(shù)量及其配置取決于您運行的可靠性驗證流程的類型、您使用的 EDA 工具、設計的規(guī)模、您的流片時間表以及您的公司有多少錢愿意或能夠在云訪問上花費 [4]。

為了展示在云中運行可靠性驗證流程的潛在優(yōu)勢，我們使用西門子 EDA Calibre PERC 可靠性驗證流程和主要商業(yè)云服務對全芯片系統(tǒng)級芯片 (SoC) 設計進行了一系列實驗提供者。我們在不同數(shù)量的云服務器上總共運行了 3 次相同的 Calibre PERC 流程（使用相同的 SoC 設計和規(guī)則組）：

• 1 臺具有 16 個物理內核的云服務器，采用 Calibre 多線程 (MT) 技術
• 5 臺云服務器，每臺具有 16 個物理內核，采用 Calibre flexible MT (MTflex) 技術。這 5 臺服務器在 Calibre MTflex 配置中組織為 1 個主服務器 + 4 個遠程服務器。
• 51 臺云服務器，每臺有 16 個物理內核，采用 Calibre MTflex 技術。在 Calibre MTflex 配置中，51 臺服務器被組織為 1 個主服務器 + 50 個遠程服務器。

我們記錄了每個流的運行時間并比較了結果，如圖 2 所示。對于 1 個服務器、5 個服務器和 51 個服務器，Calibre PERC 運行分別在 106 小時、31 小時和 9.5 小時內完成。此外，與單機 MT 運行相比，每次 MTflex 運行的內存減少了 10%。

圖 2. 不同云配置的 Calibre PERC 運行時比較。

將 Calibre PERC 可靠性平臺用于此特定設計和檢查集，愿意在云硬件上花費 3 倍成本的公司可以實現(xiàn)大約 3 倍的運行時間改進。在許多無晶圓廠 SoC 設計公司中，將多天的 Calibre PERC 流程轉變?yōu)橥ㄏ\行具有巨大的商業(yè)價值，尤其是當他們知道需要多次迭代時。

當然，成本和運行時間改進之間的實際比例會因公司而異，甚至在設計和流程節(jié)點之間也會有所不同。最終，在云硬件資源上運行可靠性驗證流程以滿足高峰需求使用可以提高生產力并加快周轉時間，但每家公司都必須開發(fā)自己的數(shù)據(jù)集，使其能夠做出最有利于業(yè)務目標的實際云計算決策那家公司的。