IC設(shè)計每向下走一代節(jié)點，所需計算資源就激增一次；新科技的體驗每多一次，人類對于設(shè)計周期的耐心就少一些。

　　這是就是赤裸裸的行業(yè)現(xiàn)實，這個現(xiàn)實催生了云端EDA。

　　哪些類型的EDA軟件更適合“云”端？

　　“目前來看，對計算量需求很高的工具比較適合上云，例如，軟/硬件仿真，sign-off驗證這些工具，這樣可以在業(yè)務(wù)高峰的時候按照實際需求增加計算資源，加快運行速度和產(chǎn)品上市時間。”Mentor，aSiemensBusiness全球副總裁兼中國區(qū)總經(jīng)理凌琳指出。

　　圖1：Mentor，aSiemensBusiness全球副總裁兼中國區(qū)總經(jīng)理凌琳指出對計算量需求很高的工具比較適合上云。

　　Mentor的Calibre物理驗證系列，VeloceStrato硬件加速仿真平臺，AnalogFastSPICE平臺都能夠提供基于云的服務(wù)。

　　在EDA廠商上云的動作中，Cadence算是最激進的一家。“目前，Cadence提供的所有EDA工具都已經(jīng)過測試全面支持云平臺，設(shè)計者可以按自己的需求靈活選擇工具的部署方式。”Cadence公司云事業(yè)部商務(wù)拓展副總裁CraigJohnson指出。

　　“我們發(fā)現(xiàn)很多客戶傾向于在云端處理計算密集型的任務(wù)。”Johnson表示。Cadence此類型的工具包括用于邏輯仿真的Xcelium，用于電路仿真的Spectre，用于庫例化的Liberate，以及各類簽核工具，包括時序分析工具Tempus，寄生參數(shù)提取工具Quantus，功耗分析工具Voltus，以及物理驗證工具Pegasus等，都支持大規(guī)模密集型計算運行。

　　圖2：Cadence公司云事業(yè)部商務(wù)拓展副總裁CraigJohnson發(fā)現(xiàn)很多客戶傾向于在云端處理計算密集型的任務(wù)。

　　在Cadence所有支持云平臺的工具中，硬件云服務(wù)PalladiumCloud已被很多用戶選擇。Palladium是款硬件仿真加速器，可以加速IC和系統(tǒng)驗證的仿真。對于一些對驗證性能有提升需求且機房建設(shè)、投入有限的用戶而言，該方案是理想選擇。Palladium系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的物理服務(wù)器機柜形式，裝載了面向仿真任務(wù)定制的母板和芯片。

　　本土廠商也對云端EDA持積極態(tài)度。前期，華大九天選擇性安排了需求較大的EDA工具上云，隨著使用效果的成熟穩(wěn)定，華大九天將部署更多EDA工具資源到云端。“我們將計劃把自己的高速高精度True-SPICE電路仿真解決方案EmpyreanALPS布局上云。”華大九天市場副總經(jīng)理郭繼旺指出，“針對性能需求更高的客戶，還將進一步提供模擬異構(gòu)電路仿真系統(tǒng)EmpyreanALPS-GT，從而全面提升仿真效率。”

　　云端EDA的嘗鮮者

　　IC設(shè)計公司一般都不愿意透露自己的設(shè)計細節(jié)，《電子技術(shù)設(shè)計》在此次專題中也聯(lián)系了幾家IC設(shè)計公司，但沒有人愿意分享自己使用云端EDA的經(jīng)驗，我們只能從公開發(fā)布的新聞中尋找這些已經(jīng)嘗鮮過云端EDA的公司，看看他們的反饋。

　　AmpereComputing使用了Cadence的PalladiumCloud提高驗證吞吐量，公開資料有些具體細節(jié)：

　　a.產(chǎn)能與設(shè)計尺寸比隨使用時間增加逐漸提高。云平臺具有足夠的靈活性，可以實現(xiàn)按實際用量付費。

　　b.Ampere做了完整的總體擁有成本TCO分析，并與系統(tǒng)成本做了比較。結(jié)論是：PalladiumCloud可以實現(xiàn)大幅的成本節(jié)約。

　　c.Ampere非常看重彈性產(chǎn)能，可用產(chǎn)能必須隨著設(shè)計需求的高低隨時調(diào)整。

　　去年6月，MicrosoftAzure和Mentor及臺積電在10小時內(nèi)驗證了AMDEPYC上的大尺寸RadeonInstinctVega20集成電路設(shè)計，這是產(chǎn)業(yè)多方共同成就“云中EDA”的一個典型案例。AMD這款芯片設(shè)計中有132億顆晶體管，數(shù)量是驚人的，通過在MicrosoftAzure云平臺上運行臺積電認證的7nmMentorCalibre設(shè)計套件，AMD在19個小時內(nèi)完成了兩次驗證，大幅縮短了物理驗證的總周轉(zhuǎn)時間。

　　此外，AMD還將CalibrenmDRC擴展到69個HB虛擬機上的4140個內(nèi)核，使工程師能夠平衡緊迫的時間與苛刻的成本。

　　據(jù)Johnson透露，Cadence已經(jīng)為超過100家客戶提供了基于不同模式的云環(huán)境搭建、部署服務(wù)及支持：全托管業(yè)務(wù)模式目前與AWS和Azure云平臺合作；客戶自行管理環(huán)境的業(yè)務(wù)模式支持AWS、Azure和Google云平臺。

　　臺積電的開放式創(chuàng)新平臺（OIP）云聯(lián)盟將EDA公司和云服務(wù)供應(yīng)商緊密聯(lián)系在一起，共同挖掘基于云計算的解決方案，釋放EDA的“云價值”，助力用戶擁有更多選擇，實現(xiàn)簡便、快速、可擴展且安全的EDA能力。

　　云EDA工具，劃算嗎？

　　在云EDA工具當(dāng)中，pcb云設(shè)計工具走在了前面，取得了一定的普及度，相比之下目前的IC設(shè)計上云發(fā)展似乎慢了一些。

　　“基于云的芯片設(shè)計已經(jīng)發(fā)展了一段時間，但是較于其他行業(yè)來說進展還是相對緩慢的。”凌琳指出，“一方面是由于一些公司對于云的安全性還是存疑，將其專有IP放到云中會感到擔(dān)憂；另一方面，目前私有服務(wù)器中心對于大多數(shù)設(shè)計來說其實已經(jīng)足夠用了。”

　　但是隨著設(shè)計規(guī)模日益增大，系統(tǒng)日益復(fù)雜，一些小公司也會對大型服務(wù)器中心產(chǎn)生興趣，基于云的設(shè)計需求必然會呈現(xiàn)上升趨勢，凌琳補充道。

　　在上云的過程中，成本的考量是所有人關(guān)注的問題。

　　“很多設(shè)計人員都希望能通過上云降低EDA軟件的成本。但目前EDA云服務(wù)的成本還沒有明顯優(yōu)勢，在云需求不斷增加與應(yīng)用持續(xù)落地的催化下，云端EDA軟件的價格與非云端的軟件終將趨于相同，而設(shè)計人員則不用再自行購買伺服器，因此可以省下一筆基礎(chǔ)設(shè)施成本。”凌琳指出，“在on-demandservice的模式被行業(yè)大范圍認可和使用后，payperuse這樣的付費方式就會隨著可行性方案的逐漸夯實而成為可能。”

　　對于規(guī)模較小的IC設(shè)計公司來說，它們覺得按需增加資源的商務(wù)模式相當(dāng)有吸引力。初期，尤其是對中小型IC設(shè)計公司來說，上云最本質(zhì)需求就是要節(jié)省成本，所以大家首先比較的就是云服務(wù)和自己搭建服務(wù)器之間的成本差距。畢竟，這些公司有時候一年使用工具的時間只是一兩周，因此只購買所需資源，對不需要的資源則分毫不付無疑是個好主意。

　　中國IC設(shè)計產(chǎn)業(yè)一個鮮明的特色就是中小型公司多，尤其是這幾年，中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計的中小IC公司的增速越來越快。如何更加便捷地獲得高性能的專業(yè)解決方案，實現(xiàn)資源優(yōu)化，降低EDA采購成本，以及獲得更為靈活的授權(quán)方案和技術(shù)支持形式是這些企業(yè)最為關(guān)心的。

　　郭繼旺指出：“上云不僅僅解決中小客戶的EDA成本問題，還有一個原因是能夠根據(jù)客戶的業(yè)務(wù)需求更靈活地配備算力，更好解決客戶的算力需求，比如在一段時間內(nèi)根據(jù)其算力峰值按需使用。”

　　圖3：華大九天市場副總經(jīng)理郭繼旺指出，上云不僅能解決中小客戶的EDA成本問題，還能根據(jù)客戶的業(yè)務(wù)需求更靈活地配備算力，更好地解決客戶的算力需求。

　　凌琳同樣認為基于云的設(shè)計環(huán)境不僅僅要解決成本問題。

　　舉個例子，滴滴的出現(xiàn)改變了汽車的擁有模式，新模式釋放了預(yù)算，使新的選擇成為可能。“EDA計算需要不同配置的機器，有些任務(wù)可以分發(fā)到小型服務(wù)器，而有些可能僅僅是設(shè)計過程中的某一部分需要更大型的服務(wù)器來處理。”凌琳指出，通過在正確的時間訪問正確的機器，公司可以重新設(shè)計流程來縮短關(guān)鍵路徑。

　　關(guān)于云服務(wù)有一個非常形象的比喻：花同樣的錢，你可以讓100臺機器跑1個小時，也可以讓1臺機器跑100個小時。芯片設(shè)計行業(yè)，大量的時間是花在仿真驗證上的，而這些仿真驗證又很容易并行執(zhí)行。對于這種偶發(fā)性需求，一般的芯片設(shè)計公司都不愿意多花錢買機器來滿足短暫的峰值需求。但對云來說，這都不算事。

　　現(xiàn)有云服務(wù)提供商都提供了靈活的計費模式，比如算力的租賃和云上license的租賃，郭繼旺表示華大九天也將遵從相關(guān)業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，定制出更符合用戶需求的綜合性商業(yè)模式。

　　在探索商業(yè)模式的過程中，Cadence的經(jīng)驗或許值得參考。例如，在其多種不同類型的合作模式中，使用Cloud-HostedDesignSolution全托管服務(wù)的客戶只需要一次性支付一筆費用，即可使用全部工具，同時獲得云服務(wù)相關(guān)支持。這一模式可以幫助客戶管理并計劃預(yù)算支出，確保項目符合預(yù)算。另外，針對特定的設(shè)計項目，也可以為客戶提供短期的工具授權(quán)。對于部分傾向于自行建設(shè)和管理其云架構(gòu)的使用者，Cadence還有一種提供CloudPassport的業(yè)務(wù)模式。

　　用戶最重要的需求，是可以高效完成設(shè)計任務(wù)的軟件和基礎(chǔ)設(shè)施。Johnson指出，大多數(shù)設(shè)計步驟都需要執(zhí)行多次任務(wù)迭代，通常要持續(xù)數(shù)周。通過與客戶不斷保持溝通，保持成本效率的前提下縮短設(shè)計周期，按照客戶需求及時調(diào)整業(yè)務(wù)模式是EDA供應(yīng)商該做的事情。

　　異地協(xié)同設(shè)計，IC設(shè)計公司要考慮哪些？

　　如果設(shè)計團隊分散在全球各地、如果在不同的地域采用的是不同的云服務(wù)供應(yīng)商，設(shè)計項目是否會受影響？異地協(xié)同設(shè)計的效率和可行性是IC設(shè)計公司需要考量的一個指標(biāo)。

　　“由于低延遲的重要性，服務(wù)IC設(shè)計的云環(huán)境通常需要與設(shè)計團隊盡可能接近；但我們也看到有些全球設(shè)計團隊使用同一位置的云環(huán)境。”Johnson表示，如果地理位置比較遠的工程師主要采用批處理方式執(zhí)行任務(wù)，延遲則不會成為問題。

　　另外他指出，在云平臺連接不同的設(shè)計環(huán)境也是可行的。如果采用單一云供應(yīng)商架構(gòu)，實現(xiàn)起來不會有任何問題。“更大的挑戰(zhàn)是進行跨多個位置區(qū)域的設(shè)計數(shù)據(jù)管理以及設(shè)計任務(wù)分配。”Johnson指出。使用云基礎(chǔ)設(shè)施的其中一個優(yōu)勢是：市面上主要的云服務(wù)提供商都已經(jīng)部署了專屬的光纖網(wǎng)絡(luò)，以實現(xiàn)高帶寬互聯(lián)。

　　那么IC設(shè)計公司如何判斷自己是否需要遷移到云端？Johnson給出的建議是：重要決定是制定自己計算架構(gòu)的戰(zhàn)略方向。他建議客戶先做一個試點項目，設(shè)計、CAD和IT團隊的相關(guān)人員可以共同參與解決問題。試點項目的經(jīng)驗會讓后續(xù)的規(guī)模擴展過程更加簡單順利。

　　設(shè)計公司需要準(zhǔn)備好所需在云端運行的數(shù)據(jù)，并將運行任務(wù)與云端產(chǎn)品的運行和計費模式相匹配，這涉及到Fabless公司和云提供商之間的數(shù)據(jù)管理和資源使用協(xié)議。

　　誠然，云端方案在EDA領(lǐng)域肯定不會像其他軟件領(lǐng)域那樣隨處可見，EDA供應(yīng)商如果要讓云端方案取得成功，需要能展現(xiàn)在運算能力、安全、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)與儲存方面的性能表現(xiàn)。Fabless公司要進入云計算，應(yīng)該借云尋找新的、更多的可能性來獲得競爭優(yōu)勢，而不是僅僅使用云作為低成本的基礎(chǔ)設(shè)施來實現(xiàn)自己的設(shè)計。

　　往長遠想，未來云計算如何改變設(shè)計周期、如何提供更多功能、甚至改變整個設(shè)計方法論，從多個維度達到真正的降成本，才是業(yè)界共同探索的方向。