云中 EDA 的光明前景

直到最近，半导体行业对云中芯片设计和电子设计自动化 (EDA) 工具的优势的认识还有些“阴暗”。虽然我们日常生活中使用的许多应用（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执行诸如库表征等艰巨任务的时代正在逐渐消失。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、苛刻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。

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

云作为新领域

直到最近，业界对云在硅开发中的作用的看法还是褒贬不一。那是因为摩尔定律指导了该行业 50 多年的增长和创新。然而，正如埃森哲所指出的，摩尔定律的步伐正在放缓，同时“芯片开发成本飙升，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 (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，面对日益增加的上市时间压力，芯片设计和验证资源变得越来越重要。与此同时，工程工作量也在不断增长，工程师们不断地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，使用云可以提供更多计算资源来加速基本芯片设计和验证过程。更不用说还有弹性的好处——能够根据需要快速扩大或缩小规模。正是这种灵活性，即使在时间敏感的场景中，也让芯片设计人员更愿意迁移到云端。

让我们考虑库特征化，这是一项需要大量计算资源的高度并行化的任务。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。因此，系统要么被过度利用要么未被充分利用，或者需要对工作负载进行排序，从而导致延迟。另一方面，云计算可以根据需要按需访问尽可能多的计算资源，从而将周转时间从几周缩短到几天。

为了保持高级节点设计、低功耗设计和突破光罩极限的设计的高质量结果，在设计流程的所有阶段都需要进行验证工作。但是，当内部计算资源不是无限的时，设计经理需要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，实际上存在“无限”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，这些任务会导致本地计算资源紧张或崩溃。云计算技术现在让设计经理们可以轻松完成曾经几乎不可能完成的在质量和时间效率之间进行权衡的任务。

降低成本和弹性

虽然更快地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模型，在这种模式下，本地计算资源通过云资源在突发使用期间得到增强，以降低拥有自己数据中心的成本。云提供了一个逻辑管道，可在需要时访问最新一代的计算和存储资源，并具有即用即付模型的灵活性。

云的弹性也有助于降低结果成本。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价格。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，半导体行业仍然有些犹豫。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调整他们的技术以保护 EDA 工作负载并防止数据泄漏。

在大多数情况下，云供应商在责任共担模型下运营，其中 云是供应商的责任，而安全在 云留给他们的客户。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同责任意味着什么。这意味着提出以下问题：云供应商是否在其基础架构和应用程序中从头开始构建安全性，并确保操作安全性？ EDA 供应商是否在使用适用于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，因为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，以获得更好的可靠性和正常运行时间。

云就绪 EDA 的未来

在具有更丰富功能的高性能芯片的竞争压力下，芯片制造商以更低的成本快速创新的动力是无情的。与此同时，EDA 和 IP 供应商之间的创新正在产生云优化的解决方案，以支持极高的计算需求并缩短芯片设计和验证任务的周期时间。

显而易见的是，云中的 EDA 显然不仅仅是一种趋势；对于一个正在努力应对爆炸式计算需求以及持续推动缩短设计和验证周期时间的行业来说，这是一条前进的道路。简而言之，随着云中的 EDA 变得越来越复杂，这反过来又加速了其作为持续半导体创新途径的采用。这是一个良性循环，为整个行业以及依赖先进硅芯片的许多行业带来了美好的事物。