直到最近，半導體行業對云端芯片設計和電子設計自動化 (EDA) 工具優勢的認識還有些“陰暗”。雖然我們在日常生活中使用的許多應用程序（例如支付處理、業務流程/協作和大數據分析）都依賴于云計算技術，但芯片設計行業采用云解決方案的時間更長。

芯片設計公司投資于自己的高性能數據中心容量以完成圖書館表征等艱巨任務的日子正在消退。在半導體行業的競爭壓力下，芯片設計人員選擇遷移到云計算技術，以跟上繁重的質量要求、嚴格的上市時間目標和高昂的成本。創新的、面向云的 EDA 解決方案正是由這些嚴格要求定義的半導體行業應對這些挑戰并蓬勃發展所需要的。

讓我們仔細看看隨著摩爾定律的好處開始減弱，利用公共云進行半導體設計和驗證如何幫助推動硅創新。

云作為新的前沿

直到最近，業界對云在芯片開發中的作用的看法參差不齊。這是因為摩爾定律引導該行業經歷了 50 多年的發展和創新。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“芯片開發成本飛漲，競爭來自非傳統領域，客戶需要成倍增加的功率和功能來支持令人興奮的新應用，例如互聯網物聯網 (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境中，計算能力阻礙了芯片設計更快地推向市場，云計算自然成為公司獲取設計和驗證現代片上系統 (SoC) 所需資源的可行選擇。

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

高效的時間和更高的質量

隨著芯片變得越來越大和越來越復雜，芯片設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更多的工作。與在現場數據中心運行 EDA 解決方案不同，使用云允許更多的計算資源來加速基礎芯片設計和驗證過程。更不用說還有彈性的好處——根據需要快速擴大或縮小規模的能力。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。在云計算普及之前，芯片設計公司被迫投資于自己的高性能數據中心容量，以應對這些眾所周知的困難工作負載。結果，系統要么被過度利用，要么被利用不足，或者需要對工作負載進行排序，從而導致延遲。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，從而將周轉時間從幾周縮短到幾天。

為保持先進節點設計、低功耗設計和推向標線限制的設計的高質量結果，需要在設計流程的所有階段進行驗證工作。但是，當內部計算資源并非無限時，設計經理被要求在上市時間和結果質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，因為云提供了執行大規模模擬、時序簽核和物理驗證任務的能力，這些任務將緊張或壓垮本地計算資源。云計算技術現在已經使設計經理能夠在很大程度上權衡質量和時間效率這一曾經幾乎不可能完成的任務。

云計算技術為芯片設計人員提供了多種好處，并幫助推動了半導體行業的創新。

更低的成本和彈性

雖然盡快將最高質量的產品推向市場始終是第一目標，但以盡可能低的成本生產芯片緊隨其后。通過使用云，傳統的芯片設計公司（甚至小型初創公司）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使用期間增加，以降低擁有自己的數據中心的成本。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果成本。隨著云供應商開發成本更低的計算資源，例如利用過剩容量的現貨實例，他們可能能夠提供更低的定價。設計公司應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正常運行時間的擔憂，半導體行業仍然存在一些猶豫。采用現代云安全和云原生流程和技術有助于確保 EDA 工作負載將在安全、受監控的云基礎架構上運行。EDA 供應商與云安全供應商密切合作，通過應用強大的身份和訪問管理功能來調整他們的技術來保護 EDA 工作負載并防止數據泄露。

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

至于系統正常運行時間，EDA客戶可以放心地知道，云提供商構建了大量冗余，以確保其計算資源的高可用性和彈性。EDA應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新的動力是無情的。同時，EDA和IP供應商之間的創新產生了云優化解決方案，這些解決方案能夠支持極高的計算需求，并減少芯片設計和驗證任務的周期時間。

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

審核編輯 黃昊宇