對于硬件和軟件工程項(xiàng)目，關(guān)于基于云的 EDA 工具的討論正在升溫，為可以根據(jù)需要擴(kuò)展和縮減的大量計(jì)算資源打開了大門。

盡管如此，并不是每個人都支持這種轉(zhuǎn)變，即使是使用云的公司也不一定希望將它用于芯片設(shè)計(jì)的各個方面。但是基于云的EDA工具的數(shù)量正在增長，支持云的支持者數(shù)量也在增長，他們認(rèn)為云可以在部署、設(shè)計(jì)規(guī)模、容量和遠(yuǎn)程協(xié)作能力方面提供更好的靈活性。盡管早期擔(dān)心安全和許可模式，但他們堅(jiān)持認(rèn)為這些都是已解決的問題。

“為什么工程團(tuán)隊(duì)要關(guān)注云？首先，它們只是容量不足，” Synopsys企業(yè)上市和云計(jì)算副總裁 Sandeep Mehndiratta 說。“每個人的容量需求都不同。由于設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和重疊的項(xiàng)目，它是一種彈性機(jī)制。亞馬遜、谷歌、微軟的激增，給了他們現(xiàn)在的選擇。”

每當(dāng)工作量超出本地?cái)?shù)據(jù)中心的處理能力時，和/或存在更快完成項(xiàng)目的壓力時，都會給中小型公司帶來大問題。即使他們想擴(kuò)大他們的本地容量，他們也不能足夠快地做到這一點(diǎn)。

對于較小的公司，最大的擔(dān)憂是總擁有成本，因?yàn)樗麄兊暮诵母偁幜Σ皇?IT 專業(yè)知識。“再加上這樣一個事實(shí)，即對于其他應(yīng)用程序，無論如何都存在向云計(jì)算的大規(guī)模運(yùn)動，”Mehndiratta 說。“如果你看看客戶今天所做的傳統(tǒng)方法，他們會管理部署。他們管理流程。他們管理數(shù)據(jù)中心或他們想要使用的任何云提供商。EDA 供應(yīng)商提供工具和服務(wù)，但他們圍繞它做所有其他事情。”

盡管如此，IC 設(shè)計(jì)和 EDA 比許多其他已經(jīng)接受云的垂直行業(yè)要復(fù)雜得多。

“在通用 IT 方面，有獨(dú)立的域，如人力資源軟件、財(cái)務(wù)軟件、IT 服務(wù)軟件、客戶關(guān)系管理軟件，”西門子 EDA的 EDA 云解決方案副總裁 Craig Johnson 說. “所有這些都是獨(dú)立的孤島，因?yàn)檫@些服務(wù)的用戶往往與這些類別保持一致。在芯片設(shè)計(jì)中，有不同類型的工程師，從前端邏輯到布局再到時序再到模擬。有十幾個或更多專業(yè)，但必須在整個流程中一致地管理設(shè)計(jì)。因此，不同之處在于必須有一個單獨(dú)的應(yīng)用程序在云環(huán)境中運(yùn)行良好的環(huán)境。但是，這些應(yīng)用程序的連接，以及數(shù)據(jù)從初始形式一直到最終流片的傳遞，都必須保留。正是流程的復(fù)雜性也是導(dǎo)致今天數(shù)據(jù)中心仍然存在巨額投資的一個因素，以及為什么這些投資還沒有被放棄用于云計(jì)算。”

圖 1：總擁有成本權(quán)衡。資料來源：西門子 EDA

許多已成功遷移到云端的應(yīng)用程序具有可預(yù)測的結(jié)果和計(jì)算成本。“Salesforce.com 確實(shí)是一個應(yīng)用程序，人們可以在其中訪問數(shù)據(jù)并查看不同格式的數(shù)據(jù)，”Johnson 說。“它不需要在后端進(jìn)行大量計(jì)算，但需要有足夠的計(jì)算來及時分發(fā)信息，這樣就不會產(chǎn)生繁重的延遲。但這實(shí)際上是關(guān)于云邊緣的許多小機(jī)器。這與對大型設(shè)計(jì)進(jìn)行物理驗(yàn)證完全不同。一些公司可以輕松使用十幾臺具有數(shù) TB 內(nèi)存的大型服務(wù)器。”

對于其中許多應(yīng)用程序，高性能計(jì)算不如體積和成本重要。“當(dāng)您與 Salesforce 交談時，他們可以在 SaaS 應(yīng)用程序中知道您在想什么，這是完全可以預(yù)見的，”他說。“他們消除了處理硬件的所有復(fù)雜性。他們可以這樣做，因?yàn)樗麄冎溃瑢τ诿總€用戶，該用戶需要多少存儲空間，需要多少增量計(jì)算，并且在訂閱環(huán)境期間將保持穩(wěn)定。你不能用 EDA 做到這一點(diǎn)。你可以有一位驗(yàn)證工程師，她可能在周二只啟動 10 種模擬，但到周四她想啟動 1000 種。這是一個高度可變的基礎(chǔ)設(shè)施和資源，

EDA 有很多工具，它們需要多種類型的流程。“在這些工具中，不僅僅是一種計(jì)算類型，管理這些工具很復(fù)雜，”Mehndiratta 說。“圍繞這個有很多職業(yè)。圍繞 EDA 工具管理發(fā)布了工作要求。”

EDA-on-cloud 考慮的其他動態(tài)包括硬件技術(shù)更新周期，以及在內(nèi)部部署硬件仍處于折舊周期時訪問正確類型的硬件。

Imperas 表示，它在使用工具的地方很靈活。Imperas首席執(zhí)行官 Simon Davidmann 表示，其仿真技術(shù)多年來一直被客戶積極使用基于外部云的公共和私有系統(tǒng)。一個例子涉及 Imperas 在 RISC-V 驗(yàn)證上的 OpenHW，其中包括在 Metrics Google 基于云的環(huán)境上設(shè)置的回歸測試框架。

“這是一個適用于具有許多成員貢獻(xiàn)者的開源項(xiàng)目的解決方案，”Davidmann 說。“并非所有加速器都是平等的，鑒于應(yīng)用程序和目標(biāo)數(shù)據(jù)集的廣泛性，關(guān)于保持?jǐn)?shù)據(jù)中心私有的優(yōu)點(diǎn)的辯論尚未結(jié)束。事實(shí)上，數(shù)據(jù)中心加速器市場正迅速成為新設(shè)計(jì)和創(chuàng)新的目標(biāo)，正如我們在越來越多的關(guān)注這一領(lǐng)域的客戶中看到的那樣。”

Codasip首席營銷官 Rupert Baines 表示，對于大多數(shù)工程師來說，他們需要的軟件在 AWS 或 Azure 上運(yùn)行良好。. “即使對于 AI 人員，您也可以啟動實(shí)例，可以運(yùn)行 GPT，可以運(yùn)行 YOLO，您可以隨心所欲地運(yùn)行所有這些東西，啟動它們，然后在 Dockers 中將它們旋轉(zhuǎn)——無限，甚至Netflix 或 Airbnb。建立自己的數(shù)據(jù)中心毫無意義。不幸的是，在 EDA 世界中，并非所有軟件都能做到這一點(diǎn)。在法律上、架構(gòu)上、性能方面，仍然有太多關(guān)于它的小問題，這是 EDA 公司商業(yè)模式的結(jié)果。這有點(diǎn)市場失靈，因?yàn)槟阏嬲胱龅氖窃谀阌?TB 的 RAM 的地方啟動一個模擬運(yùn)行，AWS 會很高興地賣給你一個有 TB 的 RAM 的服務(wù)器。這要花一大筆錢，但比自己買便宜。然后，當(dāng)您完成模擬時，您可以將其關(guān)閉。應(yīng)該是這樣的

Cadence云業(yè)務(wù)開發(fā)組總監(jiān) Ketan Joshi, 同意每種情況在設(shè)計(jì)需求、使用的工藝節(jié)點(diǎn)類型以及用于 IP 的功能類型方面都非常不同。“大多數(shù)用戶確實(shí)知道需要計(jì)算服務(wù)器成本、存儲成本、網(wǎng)絡(luò)和安全或數(shù)據(jù)中心成本的方程式，并保留一些備用硬件。等式中缺少的是上市時間和工程生產(chǎn)力，而這些都是很大的。很多時候，IT 組織沒有考慮到這一點(diǎn)，這是一個非常重要的因素。談到上市時間，您可能擁有某類機(jī)器，它們可能不是您正在設(shè)計(jì)的最新芯片或系統(tǒng)的最佳選擇，而這些最新機(jī)器在云中可用。

根據(jù)最終應(yīng)用，這可能會損失數(shù)十億美元的機(jī)會。“如果您在本地?fù)碛?100 臺機(jī)器，而現(xiàn)在有了數(shù)千臺云，您能否加快設(shè)計(jì)速度，因此成本會是多少？這是要討論的一個方面，”喬希說。“那么工程生產(chǎn)力呢？當(dāng)你有更多的機(jī)器時，你的工程師將能夠探索更多的設(shè)計(jì)空間，例如，“如果我以這種不同的方式實(shí)現(xiàn)這個架構(gòu)，它的含義是什么？” 如果您有更多可用計(jì)算，那么您可以在相同的時間內(nèi)查看多種替代方案。因?yàn)樵O(shè)計(jì)創(chuàng)新往往是任何公司成功的核心原則，如果你能探索更多的創(chuàng)新，那對你來說是一個巨大的勝利。”

此外，還有設(shè)計(jì)信心的一個方面，他說，因?yàn)樵诠δ芊矫嬗泻芏鄨鼍靶枰?yàn)證。“驗(yàn)證是一個從未做過的問題。如果您可以通過云獲得更多可用資源，您可以將設(shè)計(jì)信心提升到更高水平，并避免潛在的重新設(shè)計(jì)。”

放手
將 EDA 完全放在云中也有心理方面的影響。

“您相信使用基礎(chǔ)設(shè)施時它是安全的嗎？半導(dǎo)體領(lǐng)域有一種趨勢，即希望控制解決方案的所有方面，”西門子的 Johnson 指出。“半導(dǎo)體工程師技術(shù)精湛，是科學(xué)界最杰出的人之一。作為一個行業(yè)，我們傾向于希望以我們設(shè)計(jì)的方式將所有東西放在一起，即使它可能并不總是最優(yōu)雅和最完整的解決方法。因此，有一個要素是對其他人可以提供的方法感到滿意，但我們想自己做。這適用于數(shù)據(jù)，也適用于開發(fā)的流程和過程。”

EDA 用例極其復(fù)雜，并且在每個客戶中都以獨(dú)特的方式實(shí)施。設(shè)計(jì)芯片的方法不止一種，也沒有一套工具可以使用。因此，并不是每個客戶都只有一條路徑。這可能是迄今為止缺乏云采用的原因之一。

但事情正在發(fā)生變化。“云供應(yīng)商已經(jīng)聘請了更加半專注的資源和團(tuán)隊(duì)，”約翰遜說。“他們從半導(dǎo)體公司和 EDA 公司雇傭了一些人。他們現(xiàn)在對此更加了解。除此之外，大型云公司現(xiàn)在正在設(shè)計(jì)自己的芯片，并且在他們這樣做的同時，他們開始使用自己的云基礎(chǔ)設(shè)施，然后遇到 EDA 客戶遇到的所有事情。從長遠(yuǎn)來看，云將成為新的計(jì)算模型。但這是一個到達(dá)那里的旅程，它會斷斷續(xù)續(xù)地發(fā)生，因?yàn)樗鼘?EDA 用戶有意義。”

至于 EDA 何時會完全在云中，這還不完全清楚。“首先，大型 EDA 公司長期以來一直提供基于云的工具，但它并沒有那么受歡迎，”Cornami 總裁兼首席執(zhí)行官（前西門子 EDA 名譽(yù)主席）Walden C. Rhines 說. “早期的一個原因是人們期望如果你在云中購買它，你可以按小時、按天或按周購買它，而成熟的 EDA 公司希望過渡到云不影響他們的收入。他們的定價(jià)模型是這樣的，僅僅通過云計(jì)算，與在自己的服務(wù)器上運(yùn)行相比，你不會節(jié)省很多錢。不購買服務(wù)器會省錢，但軟件成本并沒有太大變化。而且我仍在猜測主要的 EDA 公司將繼續(xù)這條道路。當(dāng)喬·科斯特洛（Joe Costello）參加小組討論并試圖說服所有人他們需要使用他的基于云的工具時，我聽到了辯論，他說您支付的費(fèi)用太多，您需要能夠按天購買小時，而主要 EDA 公司對此反應(yīng)甚微。我聽他說它更便宜、更靈活，但我從來沒有聽過這樣的論點(diǎn)，說 EDA 行業(yè)沒有為我提供我需要的東西，可以讓我更快地進(jìn)入市場。” 主要 EDA 公司對此反應(yīng)甚微。我聽他說它更便宜、更靈活，但我從來沒有聽過這樣的論點(diǎn)，說 EDA 行業(yè)沒有為我提供我需要的東西，可以讓我更快地進(jìn)入市場。” 主要 EDA 公司對此反應(yīng)甚微。我聽他說它更便宜、更靈活，但我從來沒有聽過這樣的論點(diǎn)，說 EDA 行業(yè)沒有為我提供我需要的東西，可以讓我更快地進(jìn)入市場。”

Cadence 的 Joshi 補(bǔ)充說，如果有人有一個水晶球并告訴他五年后每個人都將在云中進(jìn)行他們的芯片設(shè)計(jì)，那么 EDA 公司可以專注于這一點(diǎn)。“但這不會發(fā)生，”他說。“在一段時間內(nèi)會有一個頻譜，這就是為什么我們將繼續(xù)專注于使用更多的云技術(shù)在算法中實(shí)現(xiàn)盡可能多的并行化以使其成功。”

與此相關(guān)的是，Joshi 指出了云的交叉點(diǎn)以及 AI 和 ML 的使用。“高度 ML 驅(qū)動的新 EDA 工具正在進(jìn)入市場，它們可以很好地與云一起擴(kuò)展，因?yàn)楫?dāng)您查看 AI 或 ML 時，您正在以一種有意義的方式探索設(shè)計(jì)空間。隨著越來越多的 EDA 用戶看到他們需要嘗試 10 種不同的場景，他們發(fā)現(xiàn)需要大量的本地計(jì)算。這就是云的用武之地。將 AI/ML 功能與云的可擴(kuò)展性相匹配和啟用是一項(xiàng)將改變行業(yè)設(shè)計(jì)方式的創(chuàng)新。”

審核編輯：符乾江