Cadence大會首度線上舉辦 聚焦大型運算下設計趨勢

在5G、AI、雲端等技術的匯聚帶動下，催生了對超大型運算的需求，也為晶片設計帶來新的挑戰與機會。在2020年的Cadence益華電腦的年度使用者大會(已更名為CadenceLIVE)中，此主題貫穿了五場專題演講，來自Cadence、Facebook、創意電子和奇景光電的講者從不同角度探討超大型運算與AI風潮下的設計趨勢，以及因應的設計解決方案。

Cadence執行長陳立武以「推動以數據為中心的革命」為題，談到當前產業發展的五大驅動力量：AI、5G、自駕車、雲端運算以及IoT，並指出，AI帶來的數據革命是其中最主要的推力，這可從目前業界投入龐大資本建構大型資料中心得到印證。

「過去兩年內，全球數據成長的90%，但其中有八成是未結構化數據，而且只有不到2%經過分析。顯然，數據分析還有龐大的應用空間，不僅是機會，也將帶動晶片的文藝復興。同時，由於涉及了儲存、運算處理、記憶體和網路等所有層面，有賴於從架構、設計方法、EDA工具以及生態系統的全面創新。」

為此，Cadence近來已制定了「智慧系統設計」策略，透過增強設計引擎、建置完整流程、導入平行運算、以及運用機器學習等各種方式，來滿足業界對新一代晶片的設計需求。

因應「智慧系統設計」的全方位解決方案

延續此議題，Cadence總裁Anirudh Devgan進一步說明運算軟體在開發智慧系統時扮演的重要角色。他強調，晶片與電子系統的創新，必須倚賴包括設計工具、演算法、分析等各種運算軟體來實現，而這正是Cadence一貫的核心優勢。因此，Cadence將從核心的設計工具出發，擴展到系統與智慧領域，打造完備的解決方案。

他說明了Cadence近來基於此策略建構的多項產品。首先，在驗證方面，隨著晶片複雜度提升，驗證的重要性也越來越高。從形式驗證、到平行模擬器、硬體模擬、以及原型驗證，Cadence可提供不同設計階段所需的驗證的工具，而且每一項都是同類最佳。

此外，為了提升設計生產力與結果品質，把機器學習(ML)演算法導入EDA工具中，也是近來的重要趨勢。Cadence已推出結合ML的Xcelium模擬器，能使迴歸分析執行更快、涵蓋更有效率。同時，其全數位設計流程也已導入ML，透過每次運行的優化學習，可實現更佳的PPA結果。

在3D-IC異質整合方面，Cadence也是第一家把PCB與晶片設計工具結合在一起的EDA業者，可加速先進封裝的開發時程。同時，有鑑於智慧系統的高複雜度，已使電／磁／熱／力之間的相互作用成為影響效能的關鍵，Cadence亦投入大量資源，建立多重物理分析工具，包括Clarity 3D電磁分析和Celsius熱傳分析。在射頻方面，Cadence則是收購AWR和Integrand兩家公司，並正將其工具整合到現有流程中。

更特別的是，Anirudh Devgan表示，Cadence還收購了一家擴增實境(AR)公司—InspectAR，試圖把EDA數據與實際產品的影像結合在一起。以PCB設計為例，工程師可以在電路板上虛擬檢視佈線與布局結果進行修改，這將會是EDA工具的一大創新。

創意電子總經理陳超乾說明了超大型運算HPC和AI晶片的設計挑戰，包括記憶體頻寬的增加、高速SerDes傳輸、漏電流、異質整合的可製造性以及良率等，都還尚待克服。對此，他也期望EDA工具能進一步擴大範圍，除了能在單一流程中解決PI/SI/熱傳等分析問題，還須提升運算容量，以支援包含數十億個電晶體的晶片設計需求。

Facebook技術與策略總監Vijay Rao則是難得介紹了Facebook建置的資料中心概況，以及為了支援每月高達數十億人次的造訪量，Facebook正積極自行開發所需的特定硬體基礎架構。

最後，奇景光電資深顧問暨M31董事長特助劉育源從台灣產業的角度，分析AI風潮下，業者應掌握短小輕薄的超小型邊緣裝置晶片開發，以及智慧家庭之類的特定應用演算法、IP、以及神經網路加速器等技術。隨著邊緣裝置的無所不在並大量應用，這將能為台灣半導體產業帶來全新的商機。

雖受疫情影響，2020年的年度大會首度改為線上舉行，但精彩的議程內容，仍獲得千名客戶熱情支持，並積極參與線上提問互動。目前仍有重播影片，歡迎造訪聆聽。