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Cadence大會首度線上舉辦 聚焦大型運算下設計趨勢

  • 吳冠儀台北

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。

CadenceLIVE目前仍有精華影片重播,歡迎造訪聆聽。

「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。