Cadence Sigrity X可提供仿真速度和设计处理量高达10倍的性能

EDA 领域需要运用许多不同的运算软件，然而 EDA 行业所面临的挑战在于，设计团队总需要采用当前的处理器来设计及创建下一代的 SoC。

在 1990 年代和 2000 年代，微处理器公司将处理器的性能每年提高了约 50% 来解决这个问题。部分原因是摩尔定律在没有产生功耗问题的同时，提高了硅芯片的性能；还有部分原因来自于处理器架构的提升，可以通过更聪明的方法来执行乱序执行（Out-of-order Execution）、分支预测（Branch Prediction）以及解决所有其他设计上遭遇的困难。

摩尔定律提高了时钟（Clock Cycle）频率，而架构的改善也提高了每个时钟周期可执行的命令数（IPC）。因此，如果我们需要更高的性能，只需等待即可，当时的生活多美好！

然而两件事情的发生使生活不再那么美好：首先，由于功耗限制，不可能再增加微处理器的时钟频率；其次，改变架构也几乎变不出花样了。

从某种意义上说，摩尔定律还没有结束，在芯片上仍然可以放置越来越多的晶体管，但不再以增加的单执行线程（Single-Thread）性能来交付增加的处理器能力，而是以增加处理器核心数量来交付。

因此，不如我们使用“核心定律”（Core's Law）一词，即处理器核心的数量呈指数增长。但因为我们位在改变曲线的平坦处，所以这一名词并未引起关注，也从未流行。现在，处理器具有 48 核，甚至 128 核，这一点明显变成常态，而不太明显的议题则是，运算软件如何适应更多核。

秘密算法其实是一个大规模平行化的矩阵求解器。这是一种突破性算法，是 Cadence 在系统分析领域的秘密武器。它具有近乎线性的扩展度，而且不影响任何精准度。它运用大量低容量的机器，几乎具有无限的容量，却不需要真正具备任何大型计算机——一个在您需要时派不上用场，或者大多闲置、等待被使用的工具。整个基础架构可动态部署到云端（或数据中心）中，并具有容错重启功能——因为当大量的机器一起使用时，罕见的事也会发生。

许多 EDA 以稀疏矩阵（Sparse Matrices）形式编码来求解大量方程式。稀疏矩阵是其中大多数项目为零的矩阵。因为不需要显式记录为零矩阵项，这意味着它们可以非常有效地存储在电脑内存中。

通常，这些矩阵是对称的，由于只需要记录矩阵的一半，因此可以进一步节省成本。这是因为许多电气特性是对称的：从节点 1 到节点 2 的电容与从节点 2 到节点 1 的电容相同。

Cadence 在过去几年中在计算软件（Somputational Software）方面取得的突破之一，就是强调如何在大量核心和/或服务器上使用这些大型稀疏矩阵进行矩阵代数运算，举例来说，Cadence 的 Voltus、Clarity、Celsius 等都是相同的解决方案。现在，Sigrity 加入了上述的解决方案。

Sigrity X

Sigrity X 可提供仿真速度和设计处理量高达 10 倍的性能，而不会影响任何精准度。这是通过在云端（或大型本地数据中心）中进行大规模分布式仿真所实现。基本上与 Clarity 3D Solver 的基础相同，是以大规模分布式仿真技术，进行兼顾电源影响的信号完整性分析。分析信号完整性的最大挑战之一，就是受到影响的层面广大。功耗会影响温度，进而影响 IR drop，再影响到时序，再影响到信号完整性。

混合求解器的另一个新发展是多线式检查。信号完整性探索与核心数量呈现线性关系（因为探索的每个配置完全独立，因此不需要连续通讯）。

Sigrity X 技术可适用于 Sigrity 系列产品：PowerSI、PowerDC、XtractIM、SystemSI 和 OptimizePI。但是，以上并不是最新版 Sigrity 的唯一变革——Sigrity 全新的用户界“Layout Workbench”非常易于使用。可根据您的喜好，变更成亮色或深色主题画面（正如同手机操作），也可取决于您所在的位置和一天中的时间做出调整——与 Clarity 3D Solver 所提供的 GUI 相同。

同时，Sigrity X 还配备了最新的数据库，这使得在机器之间移动仿真文件变得更加容易，因为所有仿真类型的全部内容都封装在了单个文件中。保存功能也得到了改进，可以处理任何其他依赖的仿真数据（Dependencies）。

以下的范例说明了新版本性能的显著提升。该示例设计具有 ：

20 层

68,807 凸块（Bumps）

1,006,136 的过孔（Vias）

483,894 条走线（Traces）

以上使用 2019 PowerSI Hybrid Solver 混合求解器，需要 15 天才能完成。而使用新的 2021.1 Hybrid Solver 混合求解器，并使用相同数量的核心，同样的过程只需 1.5 天即可完成。

当前，信号完整性分析的两个热门领域是 PAM4 和 DDR5 内存接口：

PAM4 是一种使用四个电平、每个（恢复的）时钟周期传输两位的信号技术，它可应用于 112G SerDes，以及即将到来的 PCIe 6.0 标准（尚未最终确定，但纳入 PAM4 则不会更改）。

DDR5 是 DDR DRAM 接口的最新版本，正逐渐成为内存接口市场的流行领域。DDR5 有望在 2022 年成为最常用的接口（Cadence 与美光（Micron）已经持续在 DDR5 接口技术开发上合作多年）。

新版本的使用经验

关于客户的成功案例，Renasas 的 Tamio Nagano 表示：

“新一代 Sigrity X 让我们的 IC 封装签核的重要流程得到了显著改善；过去耗时超过一天的仿真现在可以在短短几个小时内完成。我们很高兴在生产设计中采用了这项新技术，将验证过的性能提高了 10 倍。”

另一则成功案例则来自 5G 芯片领域， Mediatek 的 Aaron Yang 表示：

“新一代的 Sigrity X 版本不仅可以以相同的精准度，让大量设计的分析速度提高 10 倍，而且还能扩展到过去无法分析的更大、更复杂的设计中。这款构建生产力的产品帮助我们省去好几个礼拜的设计时间，加快产品交付速度。”

原文标题：Sigrity X 2021 盛装登场！

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责任编辑:haq