Gute Aussichten für EDA in der Cloud

Bis vor kurzem war das Bewusstsein der Halbleiterindustrie für die Vorteile von Chipdesign- und Electronic Design Automation (EDA)-Tools in der Cloud etwas „verdunkelt“. Während viele Anwendungen, die wir in unserem täglichen Leben verwenden (z. B. Zahlungsabwicklung, Geschäftsprozesse/Zusammenarbeit und Big-Data-Analysen), alle auf Cloud-Computing-Technologien angewiesen sind, hat die Chipdesign-Branche länger gebraucht, um Cloud-Lösungen einzuführen.

Die Tage der Chip-Design-Häuser, die in eigene Hochleistungs-Rechenzentrumskapazitäten für schwierige Aufgaben wie die Charakterisierung von Bibliotheken investieren, sind vorbei. Unter dem Wettbewerbsdruck der Halbleiterindustrie entscheiden sich Chipdesigner für die Migration zu Cloud-Computing-Technologien, um mit den hohen Qualitätsanforderungen, anspruchsvollen Time-to-Market-Zielen und himmelhohen Kosten Schritt zu halten. Innovative, Cloud-orientierte EDA-Lösungen sind genau das, was eine Halbleiterindustrie, die durch diese hohen Anforderungen definiert ist, braucht, um diese Herausforderungen zu meistern – und zu gedeihen.

Werfen wir einen genaueren Blick darauf, wie die Nutzung der öffentlichen Cloud für Halbleiterdesign und -verifikation dazu beitragen kann, Silizium-Innovationen anzukurbeln, da die Vorteile des Mooreschen Gesetzes nachlassen.

Die Cloud als neue Grenze

Bis vor kurzem waren die Ansichten der Branche zur Rolle der Cloud bei der Siliziumentwicklung gemischt. Das liegt daran, dass das Mooresche Gesetz die Branche durch mehr als 50 Jahre Wachstum und Innovation geleitet hat. Accenture hat jedoch festgestellt, dass sich das Tempo des Mooreschen Gesetzes verlangsamt, während „die Kosten für die Chipentwicklung in die Höhe geschossen sind, der Wettbewerb von nicht-traditionellen Orten kommt und die Kunden exponentiell mehr Leistung und Funktionalität verlangen, um aufregende neue Anwendungen wie das Internet von“ zu unterstützen Dinge (IoT), künstliche Intelligenz (KI) und bald auch Quantencomputer.“

In einer zunehmend wettbewerbsorientierten Landschaft, in der die Rechenkapazität die schnellere Markteinführung von Chipdesigns verhindert hat, wird Cloud-Computing natürlich zu einer praktikablen Option für Unternehmen, um die erforderlichen Ressourcen für das Design und die Verifizierung moderner Systeme auf dem Chip (SoCs) zu beschaffen.

Während Chipdesignhäuser ihre eigene unterschiedliche Philosophie haben, gibt es einige universelle Markttreiber, die mehr Chipdesigner dazu bewegen, in die Cloud zu wechseln.

Effiziente Zeit und verbesserte Qualität

Da Chips immer größer und komplexer werden, spitzen sich die Ressourcen für Chipdesign und Verifizierung angesichts des zunehmenden Zeitdrucks auf den Markt zu. Gleichzeitig wächst der Engineering-Workload, da Ingenieure immer mehr mit weniger verfügbaren Ressourcen übernehmen. Anstatt EDA-Lösungen in einem Rechenzentrum vor Ort auszuführen, ermöglicht die Verwendung der Cloud mehr Rechenressourcen, um grundlegende Chipdesign- und Verifizierungsprozesse zu beschleunigen. Ganz zu schweigen davon, dass es auch den Vorteil der Elastizität gibt – die Möglichkeit, je nach Bedarf schnell nach oben oder unten zu skalieren. Es ist diese Flexibilität, auch in zeitkritischen Szenarien, die die Migration in die Cloud für Chipdesigner attraktiver macht.

Betrachten wir die Bibliothekscharakterisierung, eine hochgradig parallelisierbare Aufgabe, die eine große Menge an Rechenressourcen benötigt. Bevor Cloud Computing populär wurde, mussten Chipdesign-Häuser für diese notorisch schwierigen Workloads in eigene Hochleistungs-Rechenzentrumskapazitäten investieren. Infolgedessen würden Systeme entweder über- oder unterausgelastet oder würden eine Sequenzierung der Arbeitslasten erfordern, was wiederum zu Verzögerungen führen würde. Cloud Computing hingegen kann die Durchlaufzeit von Wochen auf Tage verkürzen, indem es bei Bedarf Zugriff auf so viele Rechenressourcen wie nötig bietet.

Um eine hohe Ergebnisqualität für Designs mit fortgeschrittenen Knoten, Designs mit geringerer Leistung und Designs, die an die Grenzen des Fadenkreuzes stoßen, zu gewährleisten, sind in allen Phasen des Designflusses Verifizierungsbemühungen erforderlich. Wenn die internen Rechenressourcen jedoch nicht unbegrenzt sind, müssen Designmanager das empfindliche Gleichgewicht zwischen Markteinführungszeit und Ergebnisqualität meistern.

Bei der Cloud-Implementierung gibt es jedoch praktisch „unbegrenzte“ Ressourcen, da die Cloud die Möglichkeit bietet, massive Simulations-, Timing-Signoff- und physische Überprüfungsaufgaben durchzuführen, die die lokalen Rechenressourcen belasten oder erdrücken würden. Die Cloud-Computing-Technologie hat die einst fast unmögliche Aufgabe, Qualität und Zeiteffizienz abzuwägen, jetzt in die Reichweite von Designmanagern gebracht.

Geringere Kosten und Elastizität

Während es immer das Ziel Nummer 1 ist, Produkte mit höchster Qualität schneller auf den Markt zu bringen, steht die Herstellung von Chips zu den niedrigsten möglichen Kosten an zweiter Stelle. Durch den Einsatz der Cloud könnten traditionelle Chipdesign-Häuser (und sogar kleine Startups) ein hybrides Workflow-Modell anwenden, bei dem lokale Rechenressourcen für Stoßzeiten durch Cloud-Ressourcen ergänzt werden, um die Kosten für den Besitz ihrer eigenen Rechenzentren zu senken. Die Cloud bietet eine logische Verbindung für den Zugriff auf Rechen- und Speicherressourcen der neuesten Generation bei Bedarf mit der Flexibilität eines nutzungsbasierten Modells.

Die Elastizität der Cloud kann auch zu besseren Ergebniskosten beitragen. Da Cloud-Anbieter kostengünstigere Computing-Ressourcen entwickeln, z. B. Spot-Instances, die Überkapazitäten nutzen, können sie möglicherweise niedrigere Preise anbieten. Ein Designunternehmen sollte nach EDA-Lösungen suchen, die diese Möglichkeiten nutzen können.

Der Elefant im Raum:Sicherheit

Obwohl die Migration in die Cloud offensichtliche Vorteile bietet, gibt es in der Halbleiterindustrie immer noch Bedenken aufgrund von Bedenken hinsichtlich der Sicherheit und der Systemverfügbarkeit. Die Einführung moderner Cloud-Sicherheit und Cloud-nativer Prozesse und Technologien trägt dazu bei, dass EDA-Workloads auf einer sicheren, überwachten Cloud-Infrastruktur ausgeführt werden. EDA-Anbieter arbeiten eng mit Anbietern von Cloud-Sicherheit zusammen, um ihre Technologien so anzupassen, dass sie EDA-Workloads schützen und Datenlecks verhindern, indem sie starke Identitäts- und Zugriffsverwaltungsfunktionen anwenden.

In den meisten Fällen arbeiten Cloud-Anbieter nach einem Modell mit geteilter Verantwortung, bei dem die Sicherheit von die Cloud liegt in der Verantwortung des Anbieters, während die Sicherheit in die Cloud bleibt ihren Kunden überlassen. Um Sicherheitsmodelle proaktiv planen zu können, sollte die EDA-Branche vor der Implementierung ein klares Verständnis davon haben, was diese gemeinsame Verantwortung bedeutet. Das bedeutet, sich Fragen zu stellen wie:Bauen Cloud-Anbieter Sicherheit von Grund auf in ihre Infrastrukturen und Anwendungen ein und sorgen für die Betriebssicherheit? Verwenden EDA-Anbieter Verschlüsselung und Überwachungs- und Fehlerbehebungstools der nächsten Generation, die an Cloud-Umgebungen angepasst sind?

Was die Systemverfügbarkeit angeht, können sich EDA-Kunden darauf verlassen, dass Cloud-Anbieter viel Redundanz einbauen, um eine hohe Verfügbarkeit und Ausfallsicherheit ihrer Rechenressourcen zu gewährleisten. EDA-Anwendungen können über Hochverfügbarkeitscluster hinweg ausgeführt werden, um eine höhere Zuverlässigkeit und Betriebszeit zu erzielen.

Die Zukunft der Cloud-fähigen EDA

Das Streben der Chiphersteller nach schnellen und kostengünstigeren Innovationen ist unter dem Wettbewerbsdruck nach Hochleistungs-Silizium mit immer umfangreicheren Funktionalitäten unerbittlich. Gleichzeitig führen Innovationen bei EDA- und IP-Anbietern zu Cloud-optimierten Lösungen, die dem Bemühen gewachsen sind, himmelhohe Rechenanforderungen zu erfüllen und die Zykluszeiten für Chipdesign- und Verifikationsaufgaben zu reduzieren.

Es hat sich gezeigt, dass EDA in der Cloud eindeutig mehr als ein Trend ist; Es ist ein Weg nach vorne für eine Branche, die mit explodierenden Rechenanforderungen und einem ständigen Bestreben, die Zykluszeiten für Design und Verifikation zu verkürzen, zu kämpfen hat. Kurz gesagt, da EDA in der Cloud immer ausgefeilter wird, beschleunigt dies wiederum seine Einführung als Weg für kontinuierliche Halbleiterinnovationen. Es ist ein positiver Kreislauf, der Gutes für die gesamte Branche und die vielen Sektoren verspricht, die auf fortschrittliche Siliziumchips angewiesen sind.