Een helder vooruitzicht voor EDA in de cloud

Tot voor kort was het bewustzijn van de halfgeleiderindustrie van de voordelen van chipontwerp en elektronische ontwerpautomatisering (EDA)-tools in de cloud enigszins "bewolkt". Hoewel veel applicaties die we in ons dagelijks leven gebruiken (zoals betalingsverwerking, bedrijfsprocessen/-samenwerking en big data-analyses) allemaal afhankelijk zijn van cloudcomputingtechnologieën, heeft de chipontwerpindustrie er langer over gedaan om cloudoplossingen in gebruik te nemen.

De dagen dat chipontwerphuizen investeren in hun eigen krachtige datacentercapaciteiten voor zware taken zoals het karakteriseren van bibliotheken, nemen af. Onder de concurrentiedruk van de halfgeleiderindustrie kiezen chipontwerpers ervoor om te migreren naar cloud computing-technologieën om gelijke tred te houden met de hoge kwaliteitseisen, de hoge time-to-market-doelstellingen en torenhoge kosten. Innovatieve, cloudgeoriënteerde EDA-oplossingen zijn precies wat een halfgeleiderindustrie die wordt gedefinieerd door deze veeleisende vereisten nodig heeft om deze uitdagingen aan te gaan - en te gedijen.

Laten we eens nader bekijken hoe het gebruik van de openbare cloud voor het ontwerpen en verifiëren van halfgeleiders kan helpen siliciuminnovatie te stimuleren, aangezien de voordelen van de wet van Moore beginnen af ​​te nemen.

De cloud als de nieuwe grens

Tot voor kort was de kijk van de industrie op de rol van de cloud bij de ontwikkeling van silicium een ​​allegaartje. Dat komt omdat de wet van Moore de industrie door meer dan 50 jaar van groei en innovatie had geleid. Echter, zoals Accenture heeft opgemerkt, vertraagt ​​het tempo van de wet van Moore, terwijl "de ontwikkelingskosten voor chips omhooggeschoten zijn, de concurrentie uit niet-traditionele plaatsen komt en klanten exponentieel meer kracht en functionaliteit eisen om opwindende nieuwe toepassingen te ondersteunen, zoals het internet van things (IoT), kunstmatige intelligentie (AI) en, binnenkort, quantum computing.”

In een steeds competitiever wordend landschap waar rekencapaciteit ervoor heeft gezorgd dat chipontwerpen niet sneller op de markt konden worden gebracht, wordt cloud computing vanzelfsprekend een haalbare optie voor bedrijven om de benodigde middelen aan te schaffen voor het ontwerpen en verifiëren van moderne systemen op chip (SoC's).

Hoewel chipontwerphuizen hun eigen, variërende filosofie hebben, zijn er enkele universele marktfactoren die meer chipontwerpers ertoe brengen over te stappen naar de cloud.

Efficiënte tijd en verbeterde kwaliteit

Naarmate chips zowel groter als complexer worden, komen de middelen voor chipontwerp en -verificatie op hun kop door de toenemende time-to-market-druk. Tegelijkertijd neemt de werkbelasting voor engineering toe, waarbij technici consequent meer doen met minder beschikbare middelen. In plaats van EDA-oplossingen op een on-site datacenter uit te voeren, zorgt het gebruik van de cloud voor meer rekenbronnen om fundamentele chipontwerp- en verificatieprocessen te versnellen. Om nog maar te zwijgen van het voordeel van elasticiteit:de mogelijkheid om snel op of af te schalen op basis van behoeften. Het is deze flexibiliteit, zelfs in tijdgevoelige scenario's, die de migratie naar de cloud aantrekkelijker maakt voor chipontwerpers.

Laten we eens kijken naar de karakterisering van de bibliotheek, een zeer parallelleerbare taak waarvoor een grote hoeveelheid computerbronnen nodig is. Voordat cloud computing populair werd, werden chipontwerpers gedwongen te investeren in hun eigen krachtige datacentercapaciteiten voor deze notoir moeilijke workloads. Als gevolg hiervan zouden systemen ofwel over- of onderbenut worden of een volgorde van werkbelasting vereisen, wat op zijn beurt vertragingen veroorzaakt. Aan de andere kant kan cloudcomputing de doorlooptijd verkorten van weken tot dagen door on-demand toegang te bieden tot zoveel computerbronnen als nodig is wanneer dat nodig is.

Om een ​​hoge kwaliteit van de resultaten te behouden voor ontwerpen met geavanceerde knooppunten, ontwerpen met een lager energieverbruik en ontwerpen die de grenzen van het dradenkruis overschrijden, zijn verificatie-inspanningen nodig in alle stadia van de ontwerpstroom. Maar als de interne computerbronnen niet onbeperkt zijn, wordt ontwerpmanagers gevraagd om de delicate balans te vinden tussen time-to-market en kwaliteit van de resultaten.

Met cloudimplementatie zijn er echter vrijwel "onbeperkte" bronnen, aangezien de cloud de mogelijkheid biedt om enorme simulatie-, timing- en fysieke verificatietaken uit te voeren die on-premises computerbronnen zouden belasten of verpletteren. Dankzij cloudcomputingtechnologie is de eens zo bijna onmogelijke taak om kwaliteit en tijdefficiëntie in te ruilen nu binnen het bereik van ontwerpmanagers.

Lagere kosten en elasticiteit

Terwijl het sneller op de markt brengen van producten met de hoogste kwaliteit altijd het nummer 1 doel is, is het produceren van chips tegen de laagst mogelijke kosten een zeer goede tweede. Door gebruik te maken van de cloud zouden traditionele chipontwerphuizen (en zelfs kleine startups) een hybride workflowmodel kunnen aannemen waarbij on-premises computerresources worden uitgebreid met cloudresources voor burst-gebruiksperioden als een middel om de kosten van het bezitten van hun eigen datacenters te verlagen. De cloud biedt een logisch kanaal voor toegang tot de nieuwste generatie reken- en opslagbronnen wanneer dat nodig is, met de flexibiliteit van een pay-as-you-go-model.

De elasticiteit van de cloud kan ook bijdragen aan betere kosten van resultaten. Naarmate cloudleveranciers goedkopere computerbronnen ontwikkelen, zoals lokale instanties die overcapaciteit gebruiken, kunnen ze mogelijk lagere prijzen aanbieden. Een ontwerpbedrijf moet op zoek gaan naar EDA-oplossingen die deze kansen kunnen benutten.

De olifant in de kamer:beveiliging

Hoewel er duidelijke voordelen zijn aan migratie naar de cloud, is er nog steeds enige aarzeling in de halfgeleiderindustrie vanwege zorgen over beveiliging en systeemuptime. De adoptie van moderne cloudbeveiliging en cloud-native processen en technologieën helpt ervoor te zorgen dat EDA-workloads op een veilige, bewaakte cloudinfrastructuur draaien. EDA-leveranciers werken nauw samen met leveranciers van cloudbeveiliging om hun technologieën aan te passen om EDA-workloads te beschermen en gegevenslekken te voorkomen door krachtige identiteits- en toegangsbeheermogelijkheden toe te passen.

In de meeste gevallen werken cloudleveranciers volgens een model van gedeelde verantwoordelijkheid waarbij de beveiliging van de cloud is de verantwoordelijkheid van de leverancier terwijl de beveiliging in de cloud wordt overgelaten aan hun klanten. Om proactief beveiligingsmodellen te plannen, moet de EDA-industrie voorafgaand aan de implementatie een duidelijk begrip hebben van wat deze gedeelde verantwoordelijkheid inhoudt. Dat betekent vragen stellen als:Bouwen cloudleveranciers beveiliging vanaf de grond af in hun infrastructuren en applicaties in, en zorgen ze ook voor operationele beveiliging? Gebruiken EDA-leveranciers encryptie en next-gen monitoring- en troubleshooting-tools die zijn aangepast aan cloudomgevingen?

Wat de uptime van het systeem betreft, kunnen EDA-klanten gerust zijn met de wetenschap dat cloudproviders voldoende redundantie inbouwen om een ​​hoge beschikbaarheid en veerkracht van hun computerbronnen te garanderen. EDA-applicaties kunnen worden uitgevoerd in clusters met hoge beschikbaarheid voor een betere betrouwbaarheid en uptime.

De toekomst van cloud-ready EDA

De drang van chipfabrikanten om snel en tegen lagere kosten te innoveren, is meedogenloos onder concurrentiedruk voor hoogwaardig silicium met steeds rijkere functionaliteiten. Tegelijkertijd resulteert innovatie bij EDA- en IP-leveranciers in voor de cloud geoptimaliseerde oplossingen die de torenhoge computervereisten kunnen ondersteunen en kortere cyclustijden voor chipontwerp- en verificatietaken.

Wat duidelijk is geworden, is dat EDA in de cloud duidelijk meer is dan een trend; het is een weg vooruit voor een industrie die worstelt met exploderende computerbehoeften, samen met een voortdurende druk om de cyclustijden voor ontwerp en verificatie te verkorten. Kortom, aangezien EDA in de cloud steeds geavanceerder wordt, versnelt dit op zijn beurt de acceptatie ervan als een weg voor voortdurende innovatie op het gebied van halfgeleiders. Het is een vicieuze cirkel die goede dingen belooft voor de industrie als geheel en de vele sectoren die afhankelijk zijn van geavanceerde siliciumchips.