EDA上云是近幾年大趨勢。你我都知道，芯片行業(yè)很卷，產(chǎn)品迭代速度越來越快，一些大公司也許不發(fā)愁算力、運(yùn)維、交付周期等問題，但對有些芯片設(shè)計(jì)公司來說，也許本就研發(fā)人力不足，這些只會讓芯片產(chǎn)品上市速度大大降低，同時耗費(fèi)大量時間和金錢。而仿真驗(yàn)證的上云可以有效提速，一定程度上緩解研發(fā)的緊張運(yùn)力。

從當(dāng)前行業(yè)來看，不論是云上EDA，還是本地EDA，都在面臨更多挑戰(zhàn)。比如，新的工業(yè)設(shè)計(jì)與制造需求正在變革，先進(jìn)半導(dǎo)體設(shè)計(jì)與工業(yè)制造系統(tǒng)級設(shè)計(jì)加速融合。再比如，AI一夜爆火，不光要開展更多關(guān)于AI方面的工作，EDA本身也在利用AI提升自身效率。

在12月11～12日舉辦的上海集成電路2024年度產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇暨第三十屆集成電路設(shè)計(jì)業(yè)展覽會（ICCAD-Expo 2024）媒體采訪環(huán)節(jié)，速石信息首席技術(shù)官張大成便分享了關(guān)于云仿真、AI以及系統(tǒng)級設(shè)計(jì)方面的趨勢，并介紹了該公司新一代融合智算研發(fā)平臺的價值所在。

云仿真的現(xiàn)狀：混合云模式誕生

張大成分享了一組客戶的真實(shí)數(shù)據(jù)，2021年~2022年時間段是IC設(shè)計(jì)公司上云最頻繁的時間段，但自此之后，整體經(jīng)濟(jì)下行，客戶的投入成本預(yù)算發(fā)生了變化。他坦言，不得不說，在整體經(jīng)濟(jì)環(huán)境并不是特別好的今天，大家對于云平臺的接受程度并沒有云計(jì)算剛興起時那樣炙熱。

對于上述現(xiàn)狀，張大成表示，雖然如今的IC設(shè)計(jì)企業(yè)數(shù)量并沒有預(yù)期那么多，但這些企業(yè)對于EDA的高精度要求從來沒有發(fā)生變化。對創(chuàng)新型IC設(shè)計(jì)企業(yè)來說，他們在研發(fā)方面需要耗費(fèi)巨大的精力，更為傾向于使用整套解決方案，幫助其解決基礎(chǔ)架構(gòu)問題。

到現(xiàn)在，云EDA模式，幾乎已經(jīng)成了剛需。許多芯片設(shè)計(jì)企業(yè)認(rèn)識到，盡管本地建設(shè)是必要的，但單機(jī)仿真能力已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前的需求，特別是在汽車電子、Chiplet、AI芯片、GPU芯片等領(lǐng)域，仿真計(jì)算鏈日益龐大。

很關(guān)鍵的是，云服務(wù)費(fèi)用對企業(yè)來說，也是要核算投入的一環(huán)。比如說，當(dāng)進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真等工作時，可能需要一千個核來完成兩小時以上的仿真任務(wù)，在企業(yè)進(jìn)行項(xiàng)目規(guī)劃時，會被納入項(xiàng)目的總投入中，并作為衡量其業(yè)績的一個因素。若采用云模式，這通常屬于Capex（資本支出）模式，意味著需要提前預(yù)算并預(yù)測項(xiàng)目所需投入的資金，以承擔(dān)云服務(wù)的費(fèi)用。

因此，現(xiàn)在越來越多的企業(yè)開始構(gòu)建本地平臺，也與云的預(yù)算模式和自身的經(jīng)濟(jì)收入產(chǎn)生了聯(lián)系。這種需求促使了一個新的模式——“混合云模式”的誕生。

速石科技本身擁有“云平臺環(huán)境構(gòu)建”及“本地化平臺構(gòu)建”的雙重能力，可以幫助IC設(shè)計(jì)企業(yè)解決投資研發(fā)平臺建設(shè)的成本的問題。

“我們考慮的是，是否可以在本地設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)工作的過程中，動態(tài)地獲取所需資源。幸運(yùn)的是，我們的產(chǎn)品已經(jīng)具備了這一功能，與國內(nèi)各大公有云廠商以及私有云實(shí)現(xiàn)了打通?！皬埓蟪杀硎荆@意味著客戶可以隨時隨地在云上兩分鐘內(nèi)開啟兩百臺機(jī)器，這些機(jī)器可以是128核的大型機(jī)型，也可以是2核的小型機(jī)型，完全可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求動態(tài)開啟和計(jì)算，最終數(shù)據(jù)會安全地存儲回我們本地的存儲系統(tǒng)中。

此外，速石科技擁有自己的核心產(chǎn)品能力——Fsched調(diào)度器，它已在國內(nèi)數(shù)百家客戶企業(yè)中得到了驗(yàn)證和實(shí)踐?！拔覀兛梢宰院赖卣f，F(xiàn)sched調(diào)度器已經(jīng)完全能夠替代國際知名品牌的RDM IOSM產(chǎn)品。這是我們堅(jiān)持自主研發(fā)、自主可控四到五年的成果，也是我們在國內(nèi)大規(guī)?？蛻趄?yàn)證下的驕傲?！?p>

對于未來的云EDA模式，張大成認(rèn)為，更多會去解決突發(fā)的業(yè)務(wù)場景或者緊急的業(yè)務(wù)場景，緊急拉起這樣一個環(huán)境，最終結(jié)束后可以將這些東西回饋到其他產(chǎn)品中。

AI趨勢下的EDA：大幅提升仿真效率

在利用AI智能調(diào)度資源方面，速石科技走在了行業(yè)前列。張大成介紹道，在其最新的產(chǎn)品序列中，開發(fā)了一個專為EDA工具設(shè)計(jì)的新功能，這個功能是一個AI大模型，它專門訓(xùn)練于EDA設(shè)計(jì)公司自身的產(chǎn)品。

這個AI模型能夠解決兩個問題。第一，在工程師使用數(shù)字工具、模擬工具以及視頻工具過程中，通常需要分配計(jì)算資源來完成仿真任務(wù)，但工程師和設(shè)計(jì)師往往難以準(zhǔn)確預(yù)估所需資源量。他們通常只知道自己需要完成哪種類型的仿真，并期望得到一個符合預(yù)期的報(bào)告，但對于所需的具體資源量卻一無所知。

第二，不同類型的仿真任務(wù)（如電源的小磁顫振測試與SOC的回歸驗(yàn)證）對計(jì)算資源（如CPU、GPU、內(nèi)存、磁盤等）的需求截然不同。因此，企業(yè)需要更加自動化、智能化的系統(tǒng)來幫助他們結(jié)合EDA工具提升研發(fā)效率。

為了解決上述問題，速石科技開發(fā)了自主訓(xùn)練的AI模型，并與EDA工具緊密結(jié)合。這個模型能夠?qū)W習(xí)歷史仿真任務(wù)和作業(yè)特性、任務(wù)特性以及產(chǎn)品類型的數(shù)據(jù)，并編譯成專屬的模型。當(dāng)模型應(yīng)用到研發(fā)平臺時，能夠從設(shè)計(jì)源頭開始，為工程師提供精準(zhǔn)的仿真資源建議。這意味著，工程師在進(jìn)行仿真時，無需再關(guān)心需要多少機(jī)器資源、多少CPU或多少核可用。

此外，從底層管理角度來看，速石科技還增加了異構(gòu)資源的管理功能，如GPU卡等，結(jié)合服務(wù)器和速石科技的國產(chǎn)調(diào)度器，提供完整的解決方案。在這個解決方案中，AI與EDA工具和業(yè)務(wù)屬性緊密結(jié)合，共同推動研發(fā)效率的提升。

值得一提的是，這一創(chuàng)新舉措依賴于速石自研核心調(diào)度器Fsched，其強(qiáng)大的資源調(diào)度和任務(wù)監(jiān)控功能不僅顯著提高了任務(wù)運(yùn)行效率，還確保了設(shè)計(jì)結(jié)果的快速準(zhǔn)確獲取，讓資源配置更加靈活高效，進(jìn)一步提升了設(shè)計(jì)仿真工作的整體效率。

在AI模型開發(fā)方面，平臺提供了面向GPU集群的自動配置生命周期管理，以及針對機(jī)器學(xué)習(xí)負(fù)載的MLOps調(diào)度策略配置，為AI模型的訓(xùn)練與部署提供了強(qiáng)有力的支持。此外，平臺還支持LLM的訓(xùn)練數(shù)據(jù)流管理，包括數(shù)據(jù)權(quán)限分級、可視化、版本管理、清洗、標(biāo)注等功能，為企業(yè)AI模型的廣泛應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

芯片設(shè)計(jì)的變化：走向系統(tǒng)級設(shè)計(jì)

隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)急速發(fā)展，芯片設(shè)計(jì)正在從模塊化設(shè)計(jì)，走向芯片系統(tǒng)設(shè)計(jì)。此時，對于EDA行業(yè)便提出了更高的要求。

張大成指出，從芯片設(shè)計(jì)研發(fā)平臺的角度觀察芯片設(shè)計(jì)研發(fā)應(yīng)用的工作留存與發(fā)展，他們發(fā)現(xiàn)EDA應(yīng)用和CAE應(yīng)用正逐漸融合。這種融合給研發(fā)用戶帶來的操作系統(tǒng)層面的變化是，不僅要熟悉EDA工具的操作流程，還要從結(jié)構(gòu)、電磁等多個角度圍繞芯片的整個架構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)證和仿真。

以芯片中某些模塊的設(shè)計(jì)為例，這些設(shè)計(jì)可能涉及芯片內(nèi)部的子模塊，同時還需要考慮SoC和Chiplet疊加的2.5D、3D堆疊封裝技術(shù)。這種情況下，電路中的電磁特性、結(jié)構(gòu)完整性、電源完整性以及功耗完整性等都會成為需要考慮的因素，并涉及一系列CEE。傳統(tǒng)的EDA工程師，大多可能是數(shù)字設(shè)計(jì)師或模擬設(shè)計(jì)師，他們可能對這些結(jié)構(gòu)和電磁的流程不太熟悉。

張大成對此表示，今年，Snowflake收購了Streamlit，Cadence也收購了BETA CAE，其實(shí)這反映了從單一工具向系統(tǒng)化解決方案的發(fā)展趨勢。

速石科技正是在其融合平臺上進(jìn)行了重新整合，使得用戶無論是進(jìn)行芯片的結(jié)構(gòu)仿真、電磁仿真、電源仿真，還是芯片的設(shè)計(jì)和前后端仿真，都可以一體化完成。“這是我們觀察到的大趨勢，也是我們能夠幫助企業(yè)客戶提供的全面解決方案的方向?！睆埓蟪扇缡钦f。

本屆ICCAD上，速石科技發(fā)布的新一代融合智算研發(fā)平臺可深度支持復(fù)雜的芯片應(yīng)用場景和高標(biāo)準(zhǔn)的芯片設(shè)計(jì)要求，融合芯片模塊設(shè)計(jì)、系統(tǒng)級SoC/Chiplet設(shè)計(jì)、電氣特性仿真、多物理場/電磁/熱仿真以及機(jī)械結(jié)構(gòu)仿真等全仿真流程，為芯片設(shè)計(jì)企業(yè)、IDM、軍工半導(dǎo)體企業(yè)、高級封裝測試企業(yè)等多種類型的行業(yè)用戶提供全方位、一站式的解決方案。

通過標(biāo)準(zhǔn)化的工具適配集成和自定義融合Flow定義技術(shù)，平臺成功實(shí)現(xiàn)了多種EDA/CAE聯(lián)合設(shè)計(jì)仿真需求場景的標(biāo)準(zhǔn)化適配，并統(tǒng)一用戶接入體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)資源、數(shù)據(jù)資源、軟件資源的統(tǒng)一管理，極大地提升了設(shè)計(jì)效率與準(zhǔn)確性。

值得一提的是，前陣子，速石科技還宣布與硬件仿真領(lǐng)域巨頭Altair合作，共同打造面向企業(yè)級用戶的一體化芯片綜合研發(fā)平臺。該平臺依托速石科技為EDA應(yīng)用優(yōu)化的一站式研發(fā)平臺和Altair Hero卓越的硬仿資源調(diào)度管理能力，實(shí)現(xiàn)了軟件仿真技術(shù)與硬件仿真資源的無縫集成與高效利用。經(jīng)測算，企業(yè)軟仿效率輕松提升30%以上，硬仿效率可從原先手動調(diào)度的20%~30%大幅提升至60%以上，帶來百萬級別的成本節(jié)約。

國產(chǎn)自主可控背景下：堅(jiān)持半導(dǎo)體這條路

對于國產(chǎn)可控這一大話題，張大成表示，今年見證了眾多關(guān)于國產(chǎn)化自主可控的會議，特別是龍芯架構(gòu)這一完全自主可控的CPU生態(tài)體系的建設(shè)。同時，國家也在積極推動高職院校的集成電路人才培養(yǎng)，這顯示了國家對這一領(lǐng)域的堅(jiān)定決心。基于此，有理由預(yù)測，未來三到五年內(nèi)，除了985、211高校，還將有大量集成電路人才涌現(xiàn)。

今年是速石科技第三次參加ICCAD。速石科技自2017年成立以來，起初并未明確專注于半導(dǎo)體領(lǐng)域，但在運(yùn)營一年后，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品與半導(dǎo)體領(lǐng)域高度契合，因此便一直沿著這條路發(fā)展，至今已有七八年時間。在這個過程中，深刻感受到了行業(yè)的波動與挑戰(zhàn)。

“我們將持續(xù)提升服務(wù)IC設(shè)計(jì)、優(yōu)化用戶EDA研發(fā)體驗(yàn)、提高研發(fā)設(shè)計(jì)效率作為的根本宗旨。為此，我們在產(chǎn)品上不斷發(fā)力，無論是調(diào)度器產(chǎn)品、資源管理、混合云架構(gòu)，還是對未來國產(chǎn)化的趨勢以及新型產(chǎn)品類型的適配，我們都將全力以赴。”張大成這樣總結(jié)道。