直到最近，半導(dǎo)體行業(yè)對云端芯片設(shè)計和電子設(shè)計自動化 (EDA) 工具優(yōu)勢的認(rèn)識還有些“陰暗”。雖然我們在日常生活中使用的許多應(yīng)用程序（例如支付處理、業(yè)務(wù)流程/協(xié)作和大數(shù)據(jù)分析）都依賴于云計算技術(shù)，但芯片設(shè)計行業(yè)采用云解決方案的時間更長。

芯片設(shè)計公司投資于自己的高性能數(shù)據(jù)中心容量以完成圖書館表征等艱巨任務(wù)的日子正在消退。在半導(dǎo)體行業(yè)的競爭壓力下，芯片設(shè)計人員選擇遷移到云計算技術(shù)，以跟上繁重的質(zhì)量要求、嚴(yán)格的上市時間目標(biāo)和高昂的成本。創(chuàng)新的、面向云的 EDA 解決方案正是由這些嚴(yán)格要求定義的半導(dǎo)體行業(yè)應(yīng)對這些挑戰(zhàn)并蓬勃發(fā)展所需要的。

讓我們仔細(xì)看看隨著摩爾定律的好處開始減弱，利用公共云進(jìn)行半導(dǎo)體設(shè)計和驗證如何幫助推動硅創(chuàng)新。

云作為新的前沿

直到最近，業(yè)界對云在芯片開發(fā)中的作用的看法參差不齊。這是因為摩爾定律引導(dǎo)該行業(yè)經(jīng)歷了 50 多年的發(fā)展和創(chuàng)新。然而，正如埃森哲所指出的那樣，摩爾定律的步伐正在放緩，而“芯片開發(fā)成本飛漲，競爭來自非傳統(tǒng)領(lǐng)域，客戶需要成倍增加的功率和功能來支持令人興奮的新應(yīng)用，例如互聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng) (IoT)、人工智能 (AI) 以及即將推出的量子計算。”

在競爭日益激烈的環(huán)境中，計算能力阻礙了芯片設(shè)計更快地推向市場，云計算自然成為公司獲取設(shè)計和驗證現(xiàn)代片上系統(tǒng) (SoC) 所需資源的可行選擇。

雖然芯片設(shè)計公司有自己不同的理念，但有一些普遍的市場驅(qū)動因素正在影響更多的芯片設(shè)計人員遷移到云端。

高效的時間和更高的質(zhì)量

隨著芯片變得越來越大和越來越復(fù)雜，芯片設(shè)計和驗證資源面臨越來越大的上市時間壓力。同時，工程工作量也在不斷增加，工程師們一直在用更少的可用資源承擔(dān)更多的工作。與在現(xiàn)場數(shù)據(jù)中心運行 EDA 解決方案不同，使用云允許更多的計算資源來加速基礎(chǔ)芯片設(shè)計和驗證過程。更不用說還有彈性的好處——根據(jù)需要快速擴大或縮小規(guī)模的能力。正是這種靈活性，即使在時間敏感的場景中，也使得遷移到云端對芯片設(shè)計人員更具吸引力。

讓我們考慮一下庫表征，這是一項需要大量計算資源的高度可并行化的任務(wù)。在云計算普及之前，芯片設(shè)計公司被迫投資于自己的高性能數(shù)據(jù)中心容量，以應(yīng)對這些眾所周知的困難工作負(fù)載。結(jié)果，系統(tǒng)要么被過度利用，要么被利用不足，或者需要對工作負(fù)載進(jìn)行排序，從而導(dǎo)致延遲。另一方面，云計算可以在需要時提供對盡可能多的計算資源的按需訪問，從而將周轉(zhuǎn)時間從幾周縮短到幾天。

為保持先進(jìn)節(jié)點設(shè)計、低功耗設(shè)計和推向標(biāo)線限制的設(shè)計的高質(zhì)量結(jié)果，需要在設(shè)計流程的所有階段進(jìn)行驗證工作。但是，當(dāng)內(nèi)部計算資源并非無限時，設(shè)計經(jīng)理被要求在上市時間和結(jié)果質(zhì)量之間取得微妙的平衡。

然而，通過云實施，實際上有“無限”的資源，因為云提供了執(zhí)行大規(guī)模模擬、時序簽核和物理驗證任務(wù)的能力，這些任務(wù)將緊張或壓垮本地計算資源。云計算技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)使設(shè)計經(jīng)理能夠在很大程度上權(quán)衡質(zhì)量和時間效率這一曾經(jīng)幾乎不可能完成的任務(wù)。

云計算技術(shù)為芯片設(shè)計人員提供了多種好處，并幫助推動了半導(dǎo)體行業(yè)的創(chuàng)新。

更低的成本和彈性

雖然盡快將最高質(zhì)量的產(chǎn)品推向市場始終是第一目標(biāo)，但以盡可能低的成本生產(chǎn)芯片緊隨其后。通過使用云，傳統(tǒng)的芯片設(shè)計公司（甚至小型初創(chuàng)公司）可以采用混合工作流程模型，其中本地計算資源由云資源在突發(fā)使用期間增加，以降低擁有自己的數(shù)據(jù)中心的成本。云為在需要時訪問最新一代的計算和存儲資源提供了一個邏輯管道，具有即付即用模式的靈活性。

云的彈性也有助于提高結(jié)果成本。隨著云供應(yīng)商開發(fā)成本更低的計算資源，例如利用過剩容量的現(xiàn)貨實例，他們可能能夠提供更低的定價。設(shè)計公司應(yīng)該尋找可以利用這些機會的 EDA 解決方案。

房間里的大象：安全

雖然遷移到云有明顯的好處，但基于對安全性和系統(tǒng)正常運行時間的擔(dān)憂，半導(dǎo)體行業(yè)仍然存在一些猶豫。采用現(xiàn)代云安全和云原生流程和技術(shù)有助于確保 EDA 工作負(fù)載將在安全、受監(jiān)控的云基礎(chǔ)架構(gòu)上運行。EDA 供應(yīng)商與云安全供應(yīng)商密切合作，通過應(yīng)用強大的身份和訪問管理功能來調(diào)整他們的技術(shù)來保護(hù) EDA 工作負(fù)載并防止數(shù)據(jù)泄露。

在大多數(shù)情況下，云供應(yīng)商在共享責(zé)任模式下運營，其中云的安全是供應(yīng)商的責(zé)任，而云的安全則留給其客戶。為了主動規(guī)劃安全模型，EDA行業(yè)應(yīng)該在實施之前清楚地了解這種共享責(zé)任意味著什么。這意味著要問這樣的問題：云供應(yīng)商是否在其基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用程序中從頭開始構(gòu)建安全性，并確保運營安全？EDA供應(yīng)商是否正在利用適合云環(huán)境的加密和下一代監(jiān)控和故障排除工具？

至于系統(tǒng)正常運行時間，EDA客戶可以放心地知道，云提供商構(gòu)建了大量冗余，以確保其計算資源的高可用性和彈性。EDA應(yīng)用程序可以跨高可用性集群運行，以提高可靠性和正常運行時間。

云就緒EDA的未來

在對功能越來越豐富的高性能硅的競爭壓力下，芯片制造商以更低的成本快速創(chuàng)新的動力是無情的。同時，EDA和IP供應(yīng)商之間的創(chuàng)新產(chǎn)生了云優(yōu)化解決方案，這些解決方案能夠支持極高的計算需求，并減少芯片設(shè)計和驗證任務(wù)的周期時間。

顯而易見的是，云計算中的EDA顯然不僅僅是一種趨勢；這是一個行業(yè)的前進(jìn)方向，該行業(yè)正在努力解決爆炸式的計算需求，同時繼續(xù)推動減少設(shè)計和驗證的周期時間。簡而言之，隨著云計算環(huán)境下的電子設(shè)計自動化（EDA）繼續(xù)變得更加復(fù)雜，這反過來又加快了其作為半導(dǎo)體持續(xù)創(chuàng)新途徑的采用。這是一個良性循環(huán)，為整個行業(yè)和許多依賴先進(jìn)硅芯片的行業(yè)帶來了好處。

審核編輯 黃昊宇