云中 EDA 的光明前景

直到最近，半导体行业对云端芯片设计和电子设计自动化 (EDA) 工具优势的认识还有些“阴暗”。虽然我们在日常生活中使用的许多应用程序（例如支付处理、业务流程/协作和大数据分析）都依赖于云计算技术，但芯片设计行业采用云解决方案的时间更长。

芯片设计公司投资于自己的高性能数据中心容量以完成图书馆表征等艰巨任务的日子正在消退。在半导体行业的竞争压力下，芯片设计人员选择迁移到云计算技术，以跟上繁重的质量要求、严格的上市时间目标和高昂的成本。创新的、面向云的 EDA 解决方案正是由这些严格要求定义的半导体行业应对这些挑战并蓬勃发展所需要的。

让我们仔细看看随着摩尔定律的好处开始减弱，利用公共云进行半导体设计和验证如何帮助推动硅创新。

云作为新的前沿

直到最近，业界对云在芯片开发中的作用的看法参差不齐。这是因为摩尔定律引导该行业经历了 50 多年的发展和创新。然而，正如埃森哲所指出的那样，摩尔定律的步伐正在放缓，而“芯片开发成本飞涨，竞争来自非传统领域，客户需要成倍增加的功率和功能来支持令人兴奋的新应用，例如互联网物联网 (IoT)、人工智能 (AI) 以及即将推出的量子计算。”

在竞争日益激烈的环境中，计算能力阻碍了芯片设计更快地推向市场，云计算自然成为公司获取设计和验证现代片上系统 (SoC) 所需资源的可行选择。

虽然芯片设计公司有自己不同的理念，但有一些普遍的市场驱动因素正在影响更多的芯片设计人员迁移到云端。

高效的时间和更高的质量

随着芯片变得越来越大和越来越复杂，芯片设计和验证资源面临越来越大的上市时间压力。同时，工程工作量也在不断增加，工程师们一直在用更少的可用资源承担更多的工作。与在现场数据中心运行 EDA 解决方案不同，使用云允许更多的计算资源来加速基础芯片设计和验证过程。更不用说还有弹性的好处——根据需要快速扩大或缩小规模的能力。正是这种灵活性，即使在时间敏感的场景中，也使得迁移到云端对芯片设计人员更具吸引力。

让我们考虑一下库表征，这是一项需要大量计算资源的高度可并行化的任务。在云计算普及之前，芯片设计公司被迫投资于自己的高性能数据中心容量，以应对这些众所周知的困难工作负载。结果，系统要么被过度利用，要么被利用不足，或者需要对工作负载进行排序，从而导致延迟。另一方面，云计算可以在需要时提供对尽可能多的计算资源的按需访问，从而将周转时间从几周缩短到几天。

为保持先进节点设计、低功耗设计和推向标线限制的设计的高质量结果，需要在设计流程的所有阶段进行验证工作。但是，当内部计算资源并非无限时，设计经理被要求在上市时间和结果质量之间取得微妙的平衡。

然而，通过云实施，实际上有“无限”的资源，因为云提供了执行大规模模拟、时序签核和物理验证任务的能力，这些任务将紧张或压垮本地计算资源。云计算技术现在已经使设计经理能够在很大程度上权衡质量和时间效率这一曾经几乎不可能完成的任务。

云计算技术为芯片设计人员提供了多种好处，并帮助推动了半导体行业的创新。

更低的成本和弹性

虽然尽快将最高质量的产品推向市场始终是第一目标，但以尽可能低的成本生产芯片紧随其后。通过使用云，传统的芯片设计公司（甚至小型初创公司）可以采用混合工作流程模型，其中本地计算资源由云资源在突发使用期间增加，以降低拥有自己的数据中心的成本。云为在需要时访问最新一代的计算和存储资源提供了一个逻辑管道，具有即付即用模式的灵活性。

云的弹性也有助于提高结果成本。随着云供应商开发成本更低的计算资源，例如利用过剩容量的现货实例，他们可能能够提供更低的定价。设计公司应该寻找可以利用这些机会的 EDA 解决方案。

房间里的大象：安全

虽然迁移到云有明显的好处，但基于对安全性和系统正常运行时间的担忧，半导体行业仍然存在一些犹豫。采用现代云安全和云原生流程和技术有助于确保 EDA 工作负载将在安全、受监控的云基础架构上运行。EDA 供应商与云安全供应商密切合作，通过应用强大的身份和访问管理功能来调整他们的技术来保护 EDA 工作负载并防止数据泄露。

在大多数情况下，云供应商在共享责任模式下运营，其中云的安全是供应商的责任，而云的安全则留给其客户。为了主动规划安全模型，EDA行业应该在实施之前清楚地了解这种共享责任意味着什么。这意味着要问这样的问题：云供应商是否在其基础设施和应用程序中从头开始构建安全性，并确保运营安全？EDA供应商是否正在利用适合云环境的加密和下一代监控和故障排除工具？

至于系统正常运行时间，EDA客户可以放心地知道，云提供商构建了大量冗余，以确保其计算资源的高可用性和弹性。EDA应用程序可以跨高可用性集群运行，以提高可靠性和正常运行时间。

云就绪EDA的未来

在对功能越来越丰富的高性能硅的竞争压力下，芯片制造商以更低的成本快速创新的动力是无情的。同时，EDA和IP供应商之间的创新产生了云优化解决方案，这些解决方案能够支持极高的计算需求，并减少芯片设计和验证任务的周期时间。

显而易见的是，云计算中的EDA显然不仅仅是一种趋势；这是一个行业的前进方向，该行业正在努力解决爆炸式的计算需求，同时继续推动减少设计和验证的周期时间。简而言之，随着云计算环境下的电子设计自动化（EDA）继续变得更加复杂，这反过来又加快了其作为半导体持续创新途径的采用。这是一个良性循环，为整个行业和许多依赖先进硅芯片的行业带来了好处。

审核编辑 黄昊宇