基于自研芯片+頂級(jí)AMD FPGA，西門(mén)子EDA發(fā)布“快而全”的Veloce CS

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/吳子鵬）在大型芯片設(shè)計(jì)過(guò)程中，驗(yàn)證被認(rèn)為是整體流程中最復(fù)雜、最耗時(shí)的環(huán)節(jié)之一。有數(shù)據(jù)顯示，目前功能驗(yàn)證約占整個(gè)芯片開(kāi)發(fā)過(guò)程投入的60%-70%，是芯片項(xiàng)目能否成功落地的關(guān)鍵。

隨著芯片規(guī)模越來(lái)越大，復(fù)雜度日益提升，芯片驗(yàn)證對(duì)于平臺(tái)的要求也越來(lái)越高。為了幫助芯片設(shè)計(jì)和驗(yàn)證工程師更好地應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，西門(mén)子數(shù)字化工業(yè)軟件推出Veloce CS硬件輔助驗(yàn)證和確認(rèn)系統(tǒng)。

西門(mén)子EDA硬件輔助驗(yàn)證產(chǎn)品管理高級(jí)總監(jiān)Vijay Chobisa表示，西門(mén)子EDA是目前行業(yè)內(nèi)唯一擁有三個(gè)硬件系統(tǒng)平臺(tái)的公司，Veloce CS系統(tǒng)包含三款新產(chǎn)品：

·用于硬件加速仿真的Veloce Strato CS硬件
·用于企業(yè)原型驗(yàn)證的Veloce Primo CS硬件
·用于軟件原型驗(yàn)證的Veloce proFPGA CS硬件

Veloce CS系統(tǒng)背后兩大關(guān)鍵芯片

相較于上一代Veloce Strato系統(tǒng)以及Veloce proFPGA，Veloce CS系統(tǒng)在三大關(guān)鍵環(huán)節(jié)上都帶來(lái)了數(shù)倍的性能提升。Vijay Chobisa指出，Veloce CS系統(tǒng)背后的技術(shù)支撐來(lái)自?xún)纱笮袠I(yè)領(lǐng)先的芯片——專(zhuān)為高性能硬件仿真加速的CrystalX和VP1902自適應(yīng)SoC。

Veloce Strato CS硬件搭載的CrystalX芯片是西門(mén)子全新推出的、專(zhuān)為硬件仿真加速而設(shè)計(jì)的一款芯片。CrystalX芯片提供快速、可預(yù)測(cè)的編譯能力，幫助用戶(hù)實(shí)現(xiàn)最快的設(shè)計(jì)啟動(dòng)和迭代；CrystalX芯片自帶原生調(diào)試功能，能夠讓搭載這顆芯片的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)最佳調(diào)試效率；CrystalX芯片具有優(yōu)化的連接性，幫助相關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)超大容量的可擴(kuò)展性和高性能。

Vijay Chobisa介紹稱(chēng)，CrystalX芯片基于2.5D堆疊和7nm工藝打造，帶來(lái)了更快的速度、更好的調(diào)試性能和更好的互連特性。

VP1902自適應(yīng)SoC則是AMD最新推出的FPGA產(chǎn)品，在密度、容量和處理速度方面帶來(lái)了巨大的提升。AMD全球院士Alex Starr表示，AMD 一直與西門(mén)子密切合作，將AMD Versal Premium VP1902納入Veloce Primo CS和Veloce proFPGA CS系統(tǒng)，提高了整體的性能和可擴(kuò)展性。

雖然Veloce CS系統(tǒng)內(nèi)三大設(shè)備基于不同的芯片打造，不過(guò)彼此之間在系統(tǒng)層面具有絕佳的一致性?！癡eloce Strato系統(tǒng)在硬件架構(gòu)、硬件模塊化和硬件組成等方面，除了核心芯片有所差異，其他都是一樣的。Veloce Strato CS和Veloce Primo CS可在相同的操作系統(tǒng)上運(yùn)行，并能在不同平臺(tái)之間無(wú)縫移動(dòng)，顯著加快啟動(dòng)、設(shè)置、調(diào)試和工作負(fù)載執(zhí)行的速度。”Vijay Chobisa說(shuō)。

Veloce CS系統(tǒng)的高性能/可擴(kuò)展性

綜上所述，Veloce CS系統(tǒng)融合了硬件加速仿真、企業(yè)原型驗(yàn)證和軟件原型驗(yàn)證，并在各個(gè)環(huán)節(jié)上都帶了數(shù)倍的性能提升。如下圖所示，Veloce CS系統(tǒng)推出的目的是讓芯片設(shè)計(jì)工程師、芯片驗(yàn)證工程師、軟件驗(yàn)證工程師等相關(guān)人員能夠在正確的時(shí)間使用正確的工具。



Veloce CS系統(tǒng)首先在單機(jī)性能上帶來(lái)了巨大的提升。作為新一代硬件仿真加速器平臺(tái)，Veloce Strato CS相較于Veloce Strato+，帶來(lái)了4倍的系統(tǒng)容量提升，5倍的性能提升和5倍的調(diào)試效率提升；作為新一代企業(yè)原型驗(yàn)證平臺(tái)，Veloce Primo CS相較于Veloce Primo，帶來(lái)了4倍的容量提升，5倍的性能提升和50倍的調(diào)試效率提升；作為新一代軟件開(kāi)發(fā)用原型驗(yàn)證平臺(tái)，Veloce proFPGA CS相較于Veloce proFPGA，帶來(lái)了2倍的容量提升，2倍的性能提升和50倍的調(diào)試效率提升。

除了性能提升之外，在可擴(kuò)展性和系統(tǒng)構(gòu)建上，Veloce CS系統(tǒng)同樣表現(xiàn)出色。Vijay Chobisa談到，無(wú)論是Veloce Strato CS、Veloce Primo CS，還是Veloce proFPGA CS均采用刀片架構(gòu)。其中，Veloce Strato CS支持1-256個(gè)刀片模塊，支持能力從4000萬(wàn)門(mén)電路擴(kuò)展到超過(guò)400億門(mén)電路，帶來(lái)更快速高效的聯(lián)合仿真調(diào)試的Co-model通性能力；Veloce Primo CS同樣可從4000萬(wàn)門(mén)電路擴(kuò)展到超過(guò)400億門(mén)電路；Veloce proFPGA CS則支持從單個(gè)FPGA桌面板到多刀片機(jī)架系統(tǒng)，每個(gè)機(jī)架可支持高達(dá)40億門(mén)的設(shè)計(jì)容量，過(guò)程中所有FPGA I/O用戶(hù)均可訪問(wèn)，保證了方案具有高度的靈活性。

Veloce Strato CS的可擴(kuò)展性


Veloce Primo CS的可擴(kuò)展性


Veloce proFPGA CS的可擴(kuò)展性

如上所述，Veloce Strato CS和Veloce Primo CS之間具有高度一致性，兩者結(jié)合可以提供完整統(tǒng)一的硬件/軟件開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證平臺(tái)。兩者之間運(yùn)行相同的編譯和運(yùn)行/控制軟件，允許用戶(hù)在硬件加速和企業(yè)級(jí)原型驗(yàn)證當(dāng)中自由切換，Veloce Strato CS和Veloce Primo CS雙機(jī)運(yùn)行可提高6-10倍生產(chǎn)力效益。

針對(duì)用于軟件原型驗(yàn)證的Veloce proFPGA CS硬件，西門(mén)子EDA還提供用于軟件原型驗(yàn)證的Veloce操作系統(tǒng)（VPS），幫助加速設(shè)計(jì)的bring up。VPS是一套高效的生產(chǎn)力工具，提供高效編譯的能力，用戶(hù)無(wú)需手動(dòng)修改RTL；支持自動(dòng)化的多FPGA分割；提供時(shí)序驅(qū)動(dòng)的性能優(yōu)化和先進(jìn)的實(shí)時(shí)調(diào)試能力。

VPS系統(tǒng)框圖

刀片式架構(gòu)、高度可擴(kuò)展性以及出色的能耗表現(xiàn)讓Veloce CS系統(tǒng)能夠幫助用戶(hù)實(shí)現(xiàn)最佳TCO。Vijay Chobisa指出，Veloce CS系統(tǒng)符合數(shù)據(jù)中心要求的占地面積、承重和功率，能夠和現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心兼容，與此同時(shí)，Veloce CS系統(tǒng)能夠帶來(lái)2倍的密度提升；Veloce CS系統(tǒng)無(wú)需水冷，普通風(fēng)冷即可，功耗表現(xiàn)約為~10kW/10億門(mén)，讓系統(tǒng)整體功耗降低2倍；Veloce CS系統(tǒng)能夠大幅提升研發(fā)團(tuán)隊(duì)的效率，多用戶(hù)、異構(gòu)的工作負(fù)載可在不同的平臺(tái)上全天候同步運(yùn)行，帶來(lái)5-15倍的效率提升。最后要特別提到的是，Veloce CS系統(tǒng)可與AMD EPYC HP DL385g11服務(wù)器同步運(yùn)行。

在產(chǎn)品供應(yīng)方面，Veloce Strato CS系統(tǒng)現(xiàn)可供選定合作客戶(hù)使用，其三個(gè)硬件平臺(tái)計(jì)劃于2024年夏季全面上市。Veloce CS系統(tǒng)同時(shí)計(jì)劃實(shí)現(xiàn)全面的云上部署。

結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，面向大型芯片設(shè)計(jì)，誰(shuí)能在芯片驗(yàn)證方面帶來(lái)效率提升，就非常有機(jī)會(huì)在一眾方案中脫穎而出。西門(mén)子EDA最新推出的Veloce CS系統(tǒng)在效率、資源可見(jiàn)性、互連和能效方面都有非常強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，刀片式架構(gòu)更是順應(yīng)了未來(lái)發(fā)展的大趨勢(shì)。這些優(yōu)勢(shì)綜合在一起，Veloce CS系統(tǒng)有望大幅縮短驗(yàn)證工作的周期。