Synopsys dévoile PrimeSim Continuum : plateforme de simulation unifiée pour design IC hyper-convergé

Alors que la conception de puces devient toujours plus complexe, des composants et technologies divers convergent dans des circuits intégrés (IC) hyper-convergents. Gérer cette complexité nécessite un cadre d'analyse unique et cohésif. Synopsys répond à ce besoin avec PrimeSim Continuum, un flux de travail de simulation de circuit unifié qui adresse à la fois l'échelle et l'hétérogénéité des puces modernes mémoire, IA, automobile, et 5G.

Présenté à la conférence internationale utilisateurs SNUG World, PrimeSim Continuum regroupe quatre moteurs haute performance – PrimeSim SPICE, PrimeSim Pro, PrimeSim HSPICE, et PrimeSim XA – en un environnement seamless. La plateforme délivre une analyse complète, booste la productivité, et simplifie l'utilisation, formant la pierre angulaire de la suite de conception custom de Synopsys.

Les systèmes-sur-puce (SoC) d'aujourd'hui intègrent un spectre de composants – des mémoires embarquées grandes et rapides et fronts-end analogiques aux circuits I/O complexes opérant à des débits de 100 Gb+ – le tout dans une seule puce ou package. Ces éléments, souvent fabriqués sur différents nœuds de processus ou empilés en configurations 2.5D/3D, ajoutent des couches de complexité de conception et vérification.

Les nœuds de technologie avancés amplifient les parasitiques, la variabilité de processus, et les réductions de marge, exigeant plus de simulations, des temps d'exécution plus longs, et une précision plus élevée. Le coût et la surcharge temporelle qui en résultent peuvent entraver le time-to-market et la qualité.

« Pour adresser cela, vous avez besoin d'un système de moteurs de simulation avec un flux de travail unifié. Aucun simulateur SPICE unique ne gère tout actuellement », a dit Hany Elhak, Directeur de Groupe Gestion Produit chez Synopsys. « PrimeSim Continuum s'attaque à la complexité systémique et d'échelle avec des moteurs de qualité sign-off réglés pour les designs analog, mixed-signal, RF, digital custom, et mémoire. »

En tirant parti d'architectures SPICE et FastSPICE de nouvelle génération et de calcul CPU/GPU hétérogène, PrimeSim Continuum optimise l'utilisation des ressources, raccourcissant les temps de simulation et réduisant les coûts tout en maintenant une précision gold-standard.

Mémoire à haute bande passante : une étude de cas

La mémoire à haute bande passante (HBM) exemplifie le besoin de simulation intégrée. L'HBM empile plusieurs dies DRAM au-dessus d'un SoC dans un 3DIC ou SiP, liés par des vias traversant le silicium (TSV) et micro-bumps sur un interposeur. La vérification doit couvrir le sous-système mémoire entier, effectuant une analyse multidimensionnelle aux niveaux composant et sous-système.

Les exigences clés de simulation incluent :

• Analyse cross-technologie (logique, analog, mémoire, I/O)
• Types d'analyse multiples (analog, digital, mixed-signal)
• Modélisation sous-système à grande échelle et niveau puce
• Études de fiabilité avancées (électrique, thermique, électro-thermique, temporel)
• Évaluation d'intégrité de signal
• Analyse de variabilité de processus et structurelle

Alors que les nœuds rétrécissent, le volume de simulations grimpe en flèche pour atteindre les cibles de fiabilité et de rendement, exigeant un modélage précis d'intégrité de signal à travers les interposeurs et une gestion robuste des contraintes électro-thermiques et parasitiques.

L'activation de conception demande ainsi des flux de travail qui convergent les objectifs puissance, performance, surface (PPA), et coût.

« PrimeSim Continuum représente une percée révolutionnaire dans l'innovation de simulation de circuit avec accélération de calcul hétérogène sur GPU/CPU, établissant une nouvelle barre pour les solutions EDA », a dit Sassine Ghazi, COO de Synopsys. « Nos clients bénéficient d'années de R&D et d'innovation pilotée par partenariat intégrées dans les technologies de nouvelle génération de PrimeSim Continuum, complétant notre plateforme de conception custom moderne et Verification Continuum. »

Elhak a souligné Kioxia comme adopteur précoce, notant que les designs de mémoire flash de l'entreprise intègrent des systèmes complexes – mémoire, analog, mixed-signal, et blocs digital custom – qui nécessitent des technologies de conception et sign-off distinctes.

Shigeo (Jeff) Ohshima, Directeur Exécutif Tech Application Engineering SSD chez Kioxia, a remarqué : « Un flux de travail convergent autour d'une solution de simulation de circuit commune est nécessaire pour atteindre nos cibles time-to-results et coût. La solution all-in-one de PrimeSim Continuum délivre précision, vitesse, et capacité pour nos designs complexes. L'environnement PrimeWave fournit un flux de travail unifié à travers toutes les disciplines de simulation, permettant un sign-off seamless des designs mémoire de Kioxia. La collaboration effective et l'accès aux technologies de nouvelle génération sont fondamentaux pour notre partenariat avec Synopsys. »

PrimeSim Pro pour l'accélération de performance

PrimeSim Pro, un composant core de PrimeSim Continuum, est une architecture FastSPICE de nouvelle génération qui délivre une analyse rapide, haute capacité pour les designs DRAM et Flash mémoire modernes. La mise à l'échelle continue de l'architecture mémoire a mené à des designs plus grands, plus complexes, qui demandent une plus grande performance et capacité de simulation.

Jung Yun Choi, Vice-Président Corporate de l'équipe Memory Design Technology chez Samsung Electronics, a noté : « PrimeSim Pro peut délivrer jusqu'à 5x d'accélération de performance sur nos designs complets de réseau de distribution de puissance. Son architecture de nouvelle génération suit le rythme des capacités mémoire avancées, nous aidant à atteindre des cibles time-to-results agressives. »

Partenariat NVIDIA

L'architecture de nouvelle génération de PrimeSim SPICE tire parti de la technologie GPU de NVIDIA pour fournir la performance nécessaire pour une analyse analog et RF complète tout en maintenant la précision sign-off.

Edward Lee, Vice-Président Design Mixed-Signal chez NVIDIA, a dit : « Alors que les charges de travail de calcul modernes évoluent, la taille et la complexité des designs analog ont dépassé la capacité des simulateurs traditionnels. Les GPUs NVIDIA permettent à PrimeSim SPICE d'accélérer la simulation de circuit, réduisant le sign-off de blocs analog de jours à heures. »

Jaehong Park, Vice-Président Exécutif et Chef du Développement Plateforme Design Fonderie chez Samsung Electronics, a ajouté : « Le flux de travail unifié de Synopsys PrimeSim Continuum a délivré un speedup de 10x avec précision SPICE gold pour notre récent design Ethernet 56 Gbps, réduisant la vérification de jours à heures. »

Flux de travail unifié pour analyse et sign-off

PrimeSim Continuum intègre PrimeSim SPICE, PrimeSim Pro, PrimeSim HSPICE (le gold-standard pour IP fondational et intégrité de signal), et PrimeSim XA (FastSPICE pour vérification SRAM et mixed-signal). PrimeWave offre un environnement cohérent et flexible à travers tous les moteurs, optimisant la configuration de design, l'analyse, et le post-traitement pour une expérience de sign-off rationalisée.