Synopsys onthult PrimeSim Continuum: Een unified simulatiesplatform voor hyper-converged IC-ontwerp

Naarmate chip-ontwerp steeds complexer wordt, convergeren diverse componenten en technologieën in hyper-convergente geïntegreerde schakelingen (IC's). Het managen van deze complexiteit vereist een enkel, cohesief analyse-framework. Synopsys beantwoordt die behoefte met PrimeSim Continuum, een unified circuit-simulatie-workflow die zowel de schaal als heterogeniteit van moderne geheugen, AI, automotive, en 5G-chips aanspreekt.

Gepremièreerd op de SNUG World internationale gebruikersconferentie, bundelt PrimeSim Continuum vier high-performance engines – PrimeSim SPICE, PrimeSim Pro, PrimeSim HSPICE, en PrimeSim XA – in één naadloze omgeving. Het platform levert uitgebreide analyse, verhoogt productiviteit, en vereenvoudigt gebruik, wat de hoeksteen vormt van Synopsys' custom design-suite.

Vandaag zijn systems-on-chip (SoC's) een spectrum van componenten geïntegreerd – van grote, high-speed embedded memories en analoge front-ends tot complexe I/O-circuits die opereren bij 100 Gb+ data-rates – allemaal binnen een enkele die of package. Deze elementen, vaak gefabriceerd op verschillende process-nodes of gestapeld in 2.5D/3D-configuraties, voegen lagen van ontwerp- en verificatiecomplexiteit toe.

Geavanceerde technologie-nodes versterken parasieten, procesvariabiliteit, en marge-reductie, wat meer simulaties, langere runtimes, en hogere precisie eist. De resulterende kosten en tijd-overhead kunnen time-to-market en kwaliteit belemmeren.

"Om dit aan te pakken, heb je een systeem van simulatiesengines met een unified workflow nodig. Geen enkele SPICE-simulator handelt alles nu," zei Hany Elhak, Synopsys' Group Director of Product Management. "PrimeSim Continuum aanpakt zowel systemische als schaal-complexiteit met sign-off-kwaliteit engines afgestemd op analog, mixed-signal, RF, custom digital, en geheugen-ontwerpen."

Door next-generation SPICE en FastSPICE-architecturen en heterogene CPU/GPU-computing te benutten, optimaliseert PrimeSim Continuum resource-gebruik, wat simulatie-tijden verkort en kosten reduceert terwijl gouden-standaard-nauwkeurigheid behouden blijft.

High-Bandwidth Memory: Een Case Study

High-bandwidth memory (HBM) vertoont de noodzaak voor geïntegreerde simulatie. HBM stackt meerdere DRAM-dies bovenop een SoC in een 3DIC of SiP, verbonden door through-silicon vias (TSVs) en microbumps op een interposer. Verificatie moet de gehele geheugen-subsysteem beslaan, multidimensionale analyse uitvoerend op zowel component- als subsysteem-niveau.

Belangrijke simulatie-eisen omvatten:

• Cross-technology-analyse (logica, analog, geheugen, I/O)
• Meerdere analyse-typen (analog, digital, mixed-signal)
• Grootschalige subsysteem- en chip-level-modellering
• Geavanceerde betrouwbaarheidsstudies (elektrisch, thermisch, electro-thermisch, temporaal)
• Signaal-integriteit-assessment
• Proces- en structurele-variabiliteitsanalyse

Naarmate nodes krimpen, piekt het volume van simulaties om betrouwbaarheids- en yield-doelen te halen, wat nauwkeurige signal-integriteit-modellering over interposers en robuuste afhandeling van electro-thermische stresses en parasieten eist.

Ontwerp-enablement vereist dus workflows die power, performance, area (PPA), en kosten-doelen convergeren.

"PrimeSim Continuum vertegenwoordigt een revolutionaire doorbraak in circuit-simulatie-innovatie met heterogene compute-versnelling op GPU/CPU, wat een nieuwe lat zet voor EDA-oplossingen," zei Sassine Ghazi, Synopsys COO. "Onze klanten profiteren van jaren R&D en partnerschap-gedreven innovatie ingebouwd in PrimeSim Continuum's next-generation-technologieën, complementair aan ons moderne custom-design-platform en Verification Continuum."

Elhak benadrukte Kioxia als vroege adopter, met de opmerking dat de flash-geheugenontwerpen van het bedrijf complexe systemen integreren – geheugen, analog, mixed-signal, en custom digital-blokken – die distincte ontwerp- en sign-off-technologieën vereisen.

Shigeo (Jeff) Ohshima, Kioxia's SSD Application Engineering Tech Executive, merkte op: "Een geconvergeerde workflow rond een gemeenschappelijke circuit-simulatie-oplossing is nodig om onze time-to-results en kosten-doelen te halen. PrimeSim Continuum's all-in-one-oplossing levert nauwkeurigheid, snelheid, en capaciteit voor onze complexe ontwerpen. De PrimeWave-omgeving biedt een unified workflow over alle simulatie-disciplines, wat naadloze sign-off van Kioxia's geheugenontwerpen mogelijk maakt. Effectieve samenwerking en toegang tot next-generation-technologieën zijn fundamenteel voor ons partnerschap met Synopsys."

PrimeSim Pro voor Prestatieversnelling

PrimeSim Pro, een kerncomponent van PrimeSim Continuum, is een next-generation FastSPICE-architectuur die snelle, hoge-capaciteitsanalyse levert voor moderne DRAM- en Flash-geheugenontwerpen. Voortgeschaalde geheugenarchitectuur heeft geleid tot grotere, complexere ontwerpen die grotere simulatieprestaties en capaciteit eisen.

Jung Yun Choi, Corporate Vice President van het Memory Design Technology Team bij Samsung Electronics, merkte op: "PrimeSim Pro kan tot 5x prestatieversnelling leveren op onze full-chip power-delivery-network-ontwerpen. De next-gen-architectuur houdt tred met geavanceerde geheugencapaciteiten, wat ons helpt aggressieve time-to-results-doelen te halen."

NVIDIA-Partnerschap

PrimeSim SPICE's next-generation-architectuur benut NVIDIA's GPU-technologie om de prestaties te leveren die nodig zijn voor uitgebreide analoge en RF-analyse terwijl sign-off-nauwkeurigheid behouden blijft.

Edward Lee, Vice President of Mixed-Signal Design bij NVIDIA, zei: "Naarmate moderne compute-workloads evolueren, zijn de grootte en complexiteit van analoge ontwerpen uitgegroeid boven de capaciteit van traditionele simulators. NVIDIA GPU's stellen PrimeSim SPICE in staat om circuit-simulatie te versnellen, wat sign-off-tijd van analoge blokken van dagen naar uren reduceert."

Jaehong Park, Executive Vice President en Head of Foundry Design Platform Development bij Samsung Electronics, voegde toe: "Synopsys PrimeSim Continuum's unified workflow leverde een 10x speed-up met gouden SPICE-nauwkeurigheid voor ons recente 56 Gbps Ethernet-ontwerp, wat verificatie van dagen naar uren reducteerde."

Unified Workflow voor Analyse en Sign-off

PrimeSim Continuum integreert PrimeSim SPICE, PrimeSim Pro, PrimeSim HSPICE (de gouden standaard voor foundation-IP en signal-integriteit), en PrimeSim XA (FastSPICE voor SRAM- en mixed-signal-verificatie). PrimeWave biedt een consistente, flexibele omgeving over alle engines, wat ontwerp-setup, analyse, en post-processing optimaliseert voor een gestroomlijnde sign-off-ervaring.