如今,性能、功耗和面積 (PPA) 目標(biāo)是由多個靜態(tài)指標(biāo)驅(qū)動的預(yù)定義值,包括時鐘和數(shù)據(jù)路徑時序、特定電壓電平下的功耗以及平面圖尺寸和形狀。然后,這些指標(biāo)推動技術(shù)庫表征、設(shè)計優(yōu)化和簽核收斂。
高級節(jié)點設(shè)計(尤其是高性能計算 (HPC) 設(shè)計)的積極 PPA 目標(biāo)不斷突破極限,以釋放額外的 PPA 機會。
新興購電協(xié)議機會
功耗和性能指標(biāo)都在不斷發(fā)展,以考慮高級節(jié)點更廣泛的變量。讓我們研究一下這種現(xiàn)象來理解原因。
動態(tài)或開關(guān)電源已成為功耗優(yōu)化的重中之重,尤其是對于高級節(jié)點 HPC 應(yīng)用。雖然降低工作電壓可以直接降低動態(tài)功耗,但工作電壓長期以來一直是設(shè)計流程中的靜態(tài)指標(biāo)。高級節(jié)點上更高的電池和功率密度也使得降低電壓供應(yīng)水平成為一項極其困難的任務(wù)。盡管如此,較低的電壓水平對于實現(xiàn)有競爭力的每瓦性能目標(biāo)至關(guān)重要。因此,一個新的購電協(xié)議機會出現(xiàn)了。
在時序的情況下,經(jīng)過驗證的方法使用靜態(tài)時序分析 (STA) 來分析每個時序路徑,并根據(jù)頻率指標(biāo)單獨檢查它們。由于高級節(jié)點的顯著可變性,特別是在低電壓下,非常需要分析由高可變性引起的潛在性能瓶頸。通過對所有關(guān)鍵路徑進行統(tǒng)計關(guān)聯(lián)來識別這些瓶頸的統(tǒng)計分析可以避免過度補償,同時改進設(shè)計 PPA 指標(biāo)。因此,時序性能也出現(xiàn)了新的PPA機會。
與PrimeShield一起尋找新的購電協(xié)議機會
2017年,PrimeTime建立了代工廠認(rèn)證的高級電壓調(diào)節(jié)技術(shù),使設(shè)計人員能夠在廣泛的范圍內(nèi)對任何電壓電平進行準(zhǔn)確分析。設(shè)計人員現(xiàn)在有一種方法可以“掃描”電壓范圍,在不同的電壓電平下試運行相同的設(shè)計,并最終找到所需的PPA或每瓦性能目標(biāo)的電壓最佳點。雖然 PrimeTime 解決方案被證明既準(zhǔn)確又有效,但掃蕩過程非常耗時和資源消耗。
快進到今天,在強勁的客戶需求的推動下,PrimeShield擴展了PrimeTime核心技術(shù),并引入了一種新的PPA簽核分析類型,稱為電壓松弛,它代表設(shè)計中每個單元或每個路徑的最低電壓,以滿足性能要求。這種簽核分析使設(shè)計人員能夠有效地查明電壓瓶頸,以提高IR壓降魯棒性,推動電壓裕度均勻性,并發(fā)現(xiàn)直接微調(diào)工作電壓的機會。
可變電壓現(xiàn)在可用作 PPA 優(yōu)化指標(biāo)。
PrimeShield還具有創(chuàng)新的快速統(tǒng)計引擎,該引擎利用了PrimeTime簽核的核心引擎。PrimeShield解決方案在機器學(xué)習(xí)技術(shù)加速下,在幾分鐘內(nèi)對關(guān)鍵時序路徑執(zhí)行快速蒙特卡羅統(tǒng)計仿真,而傳統(tǒng)的統(tǒng)計模擬則需要數(shù)天或數(shù)周。
其專利設(shè)計變異分析具有統(tǒng)計相關(guān)建模功能,可在具有數(shù)十億個細(xì)胞的大規(guī)模SoC上進行分析和優(yōu)化,而以前僅對幾十個細(xì)胞進行分析是可行的。禁止完全統(tǒng)計設(shè)計變化的運行時挑戰(zhàn)已經(jīng)消失,可以對任何規(guī)模的每個設(shè)計進行分析和優(yōu)化。
統(tǒng)計性能瓶頸分析現(xiàn)在可用作 PPA 優(yōu)化指標(biāo)。
利用融合編譯器捕捉新的 PPA 機會
Fusion Compiler 是業(yè)界唯一一款在實施和 PPA 優(yōu)化期間部署 Synopsys 最值得信賴的黃金簽核解決方案的數(shù)字設(shè)計實現(xiàn)解決方案。Fusion Compiler 獨特的高級 Fusion 技術(shù)可在實施環(huán)境中無縫地進行任何新的簽核分析,而不會延遲。
PrimeShield的電壓松弛和統(tǒng)計分析技術(shù)也不例外。通過將簽核精確分析與強大的簽核驅(qū)動優(yōu)化技術(shù)相結(jié)合,F(xiàn)usion Compiler 和 PrimeShield 重新定義了 SoC 高級節(jié)點 PPA 收斂和簽核。這釋放了 PPA 優(yōu)化機會,提升了 PPA 曲線并提高了 SoC 設(shè)計每瓦性能。
新的電壓松弛分析和優(yōu)化功能在早期客戶參與期間取得了巨大的成果,在滿足超過載條件的同時,總功耗降低了 15%,并顯著提高了標(biāo)準(zhǔn)工作模式的每瓦性能。
多虧了PrimeShield和Fusion Compiler,設(shè)計人員現(xiàn)在可以輕松獲得高級節(jié)點簽核方面出現(xiàn)的新PPA機會。
審核編輯:郭婷
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