Un nouvel outil basé sur le ML offre une optimisation automatisée du flux de conception de puces

Il ne fait aucun doute que la conception des puces devient de plus en plus complexe, car les clients exigent davantage de fonctionnalités, des appareils plus petits et une consommation d'énergie réduite. Pour répondre à cette demande, les ingénieurs sont surchargés et ont besoin d'aide pour suivre la demande et le développement de produits en temps opportun.

Pour résoudre ce problème, Cadence Design Systems a introduit un nouvel outil qui utilise l'apprentissage automatique (ML) pour piloter le flux de mise en œuvre de Cadence RTL à l'approbation, offrant ce qu'il dit est jusqu'à 10 fois la productivité et 20 % PPA (puissance, performances et surface ) améliorations pour la mise en œuvre. Son nouveau Cerebrus Intelligent Chip Explorer offre des capacités de gestion des ressources de calcul sur site et dans le cloud plus efficaces que l'exploration de conception traditionnelle dirigée par l'homme ; et améliore le PPA et la productivité sur de nombreux nœuds et plusieurs applications finales, notamment l'informatique grand public, l'informatique à grande échelle, les communications 5G, la conception automobile et mobile.

Lors d'un briefing avec Embedded.com, Rod Metcalfe, directeur du groupe de gestion de produits chez Cadence, a déclaré :« Il s'agit du premier outil d'optimisation numérique à flux complet utilisant le ML. Ceci est important, car à mesure que la complexité de la conception augmente, la conception des puces exige plus de fonctionnalités et d'intelligence, mais le nombre d'ingénieurs disponibles pour effectuer ces tâches est limité. Nous voyons toujours des concepteurs faire du développement de flux manuel et itérer autour de la boucle pour atteindre leurs objectifs de conception :cela nécessite un effort d'ingénierie énorme et n'est pas évolutif. C'est là qu'intervient Cerebrus, en utilisant des calculs massifs pour améliorer la productivité de l'automatisation de la conception. »

Metcalfe a mis en évidence un exemple où Cerebrus avait besoin d'un seul ingénieur pour converger vers un flux de conception amélioré dans les 10 jours pour améliorer automatiquement le PPA d'un processeur mobile de 5 nm (voir le graphique ci-dessous).

Un autre exemple à un niveau supérieur est l'optimisation automatisée du plan d'étage, comme dans le graphique ci-dessous :

L'impact de l'utilisation d'un outil basé sur le ML comme Cerebrus est que les équipes de conception disposent d'un moyen automatisé de réutiliser les connaissances de conception historiques. Auparavant, elles auraient passé trop de temps à réapprendre manuellement avec chaque nouveau projet. C'est pourquoi Cadence a déclaré que Cerebrus marque une révolution dans l'industrie EDA avec la conception de puces numériques pilotée par ML où les équipes d'ingénierie ont une plus grande opportunité d'avoir un impact plus important dans leurs organisations car elles peuvent décharger les processus manuels. Alors que l'industrie continue d'évoluer vers des nœuds avancés et que la taille et la complexité de la conception augmentent, Cerebrus aidera les concepteurs à atteindre les objectifs PPA plus efficacement.

Les premières recommandations des clients pour l'outil sont venues de Renesas et de Samsung Foundry.

Satoshi Shibatani, directeur du département de technologie de conception numérique de la division R&D EDA partagée de Renesas, a déclaré :« Pour maximiser efficacement les performances des nouveaux produits qui utilisent des nœuds de processus émergents, les flux de mise en œuvre numérique utilisés par notre équipe d'ingénierie doivent être continuellement mis à jour. L'optimisation automatisée du flux de conception est essentielle pour réaliser le développement de produits à un débit beaucoup plus élevé. Cerebrus, avec ses capacités de ML innovantes, et les outils Cadence RTL-to-signoff ont fourni une optimisation automatisée des flux et une exploration du plan d'étage, améliorant les performances de conception de plus de 10 %. »

Pendant ce temps, chez Samsung Foundry, son vice-président pour la technologie de conception, Sangyun Kim, a déclaré :« Alors que nous continuons à déployer des nœuds de processus à jour, l'efficacité de notre programme de co-optimisation de la technologie de conception (DTCO) est très importante. . Dans le cadre de notre partenariat à long terme avec Cadence, Samsung Foundry a utilisé Cerebrus et le flux de mise en œuvre numérique Cadence sur plusieurs applications. Nous avons observé une réduction de puissance de plus de 8 % sur certains de nos blocs les plus critiques en quelques jours seulement contre plusieurs mois d'effort manuel. De plus, nous utilisons Cerebrus pour le dimensionnement automatisé du réseau de distribution d'énergie au sol, ce qui a permis d'améliorer de plus de 50 % le délai de conception finale.

Les principales caractéristiques et avantages de Cerebrus sont :

• ML de renforcement  : trouve rapidement des solutions de flux que les ingénieurs humains pourraient ne pas essayer ou explorer naturellement, améliorant ainsi le PPA et la productivité.
• Réutilisation du modèle ML  :permet d'appliquer automatiquement les apprentissages de la conception aux conceptions futures, réduisant ainsi le temps nécessaire pour obtenir de meilleurs résultats.
• Amélioration de la productivité  :permet à un seul ingénieur d'optimiser automatiquement le flux RTL vers GDS complet pour de nombreux blocs simultanément, ce qui permet aux équipes de conception complètes d'être plus productives.
• Informatique massivement distribuée  :fournit une exploration de conception évolutive sur site ou dans le cloud pour une optimisation plus rapide des flux.
• Interface facile à utiliser : Le puissant cockpit utilisateur permet une analyse interactive des résultats et une gestion des exécutions pour obtenir des informations précieuses sur les métriques de conception.

Cerebrus fait partie du flux numérique complet Cadence, fonctionnant de manière transparente avec la solution de synthèse Genus, le système de mise en œuvre Innovus, la solution d'approbation de synchronisation Tempus, la solution d'alimentation Joules RTL, la solution d'intégrité de l'alimentation Voltus IC et le système de vérification Pegasus pour fournir aux clients un chemin rapide pour concevoir la fermeture et une meilleure prévisibilité.