Synopsys presenta PrimeSim Continuum: Plataforma de simulación unificada para diseño IC hiperconvergente

A medida que el diseño de chips se vuelve cada vez más intrincado, diversos componentes y tecnologías convergen en circuitos integrados (IC) hiperconvergentes. Gestionar esta complejidad requiere un único marco de análisis cohesivo. Synopsys satisface esa necesidad con PrimeSim Continuum, un flujo de trabajo de simulación de circuito unificado que aborda tanto la escala como la heterogeneidad de chips modernos de memoria, IA, automotriz y 5G.

Estrenado en la conferencia internacional de usuarios SNUG World, PrimeSim Continuum agrupa cuatro motores de alto rendimiento —PrimeSim SPICE, PrimeSim Pro, PrimeSim HSPICE y PrimeSim XA— en un entorno sin fisuras. La plataforma entrega análisis integral, aumenta la productividad y simplifica el uso, formando la piedra angular de la suite de diseño personalizado de Synopsys.

Los sistemas en chip (SoC) de hoy integran un espectro de componentes, desde grandes memorias embebidas de alta velocidad y front-ends analógicos hasta circuitos I/O complejos operando a tasas de datos de 100 Gb+, todo dentro de un solo die o paquete. Estos elementos, a menudo fabricados en diferentes nodos de proceso o apilados en configuraciones 2.5D/3D, añaden capas de complejidad de diseño y verificación.

Los nodos de tecnología avanzada amplifican parasitarios, variabilidad de proceso y reducciones de margen, demandando más simulaciones, tiempos de ejecución más largos y mayor precisión. El resultado de costos y sobrecarga de tiempo puede impedir el time-to-market y la calidad.

"Para abordar esto, necesitas un sistema de motores de simulación con un flujo de trabajo unificado. Ningún simulador SPICE único maneja todo actualmente", dijo Hany Elhak, Director de Grupo de Gestión de Producto de Synopsys. "PrimeSim Continuum aborda tanto la complejidad sistémica como la de escala con motores de calidad sign-off ajustados para diseños analógicos, mixed-signal, RF, digital personalizado y memoria."

Aprovechando arquitecturas SPICE y FastSPICE de próxima generación y computación heterogénea CPU/GPU, PrimeSim Continuum optimiza el uso de recursos, acortando tiempos de simulación y reduciendo costos mientras mantiene precisión gold-standard.

Memoria de Alto Ancho de Banda: Un Caso de Estudio

La memoria de alto ancho de banda (HBM) ejemplifica la necesidad de simulación integrada. HBM apila múltiples dies DRAM sobre un SoC en un 3DIC o SiP, vinculados por vias through-silicon (TSVs) y microbumps en un interposer. La verificación debe abarcar todo el subsistema de memoria, realizando análisis multidimensional a nivel de componente y subsistema.

Requisitos clave de simulación incluyen:

• Análisis cross-technology (lógica, analógico, memoria, I/O)
• Múltiples tipos de análisis (analógico, digital, mixed-signal)
• Modelado de subsistema a gran escala y a nivel de chip
• Estudios avanzados de fiabilidad (eléctrico, térmico, electro-térmico, temporal)
• Evaluación de integridad de señal
• Análisis de variabilidad de proceso y estructural

A medida que los nodos se reducen, el volumen de simulaciones se dispara para cumplir objetivos de fiabilidad y rendimiento, demandando modelado preciso de integridad de señal a través de interposers y manejo robusto de tensiones electro-térmicas y parasitarias.

La habilitación de diseño exige así flujos de trabajo que converjan objetivos de potencia, rendimiento, área (PPA) y costo.

"PrimeSim Continuum representa un avance revolucionario en innovación de simulación de circuitos con aceleración de computación heterogénea en GPU/CPU, estableciendo un nuevo listón para soluciones EDA", dijo Sassine Ghazi, COO de Synopsys. "Nuestros clientes se benefician de años de I+D e innovación impulsada por alianzas integradas en las tecnologías de próxima generación de PrimeSim Continuum, complementando nuestra plataforma de diseño personalizado moderno y Verification Continuum."

Elhak destacó a Kioxia como adoptante temprano, notando que los diseños de memoria flash de la compañía integran sistemas complejos —memoria, analógico, mixed-signal y bloques digitales personalizados— que requieren tecnologías de diseño y sign-off distintas.

Shigeo (Jeff) Ohshima, Ejecutivo de Tecnología de Aplicaciones SSD de Kioxia, comentó: "Se necesita un flujo de trabajo convergente alrededor de una solución común de simulación de circuito para cumplir nuestros objetivos de time-to-results y costo. La solución todo-en-uno de PrimeSim Continuum entrega precisión, velocidad y capacidad para nuestros diseños complejos. El entorno PrimeWave proporciona un flujo de trabajo unificado a través de todas las disciplinas de simulación, permitiendo sign-off sin fisuras de los diseños de memoria de Kioxia. La colaboración efectiva y el acceso a tecnologías de próxima generación son fundamentales para nuestra asociación con Synopsys."

PrimeSim Pro para aceleración de rendimiento

PrimeSim Pro, un componente central de PrimeSim Continuum, es una arquitectura FastSPICE de próxima generación que entrega análisis rápido y de alta capacidad para diseños modernos de memoria DRAM y Flash. El continuo escalado de arquitectura de memoria ha llevado a diseños más grandes y complejos que demandan mayor rendimiento y capacidad de simulación.

Jung Yun Choi, Vicepresidente Corporativo del Equipo de Tecnología de Diseño de Memoria en Samsung Electronics, señaló: "PrimeSim Pro puede entregar hasta 5x aceleración de rendimiento en nuestros diseños de red de entrega de potencia full-chip. Su arquitectura de próxima generación mantiene el ritmo con capacidades de memoria avanzadas, ayudándonos a cumplir objetivos agresivos de time-to-results."

Asociación con NVIDIA

La arquitectura de próxima generación de PrimeSim SPICE aprovecha la tecnología GPU de NVIDIA para proporcionar el rendimiento necesario para análisis integral analógico y RF mientras mantiene precisión de sign-off.

Edward Lee, Vicepresidente de Diseño Mixed-Signal en NVIDIA, dijo: "A medida que las cargas de trabajo de computación moderna evolucionan, el tamaño y complejidad de diseños analógicos han superado la capacidad de simuladores tradicionales. Las GPUs de NVIDIA permiten a PrimeSim SPICE acelerar la simulación de circuitos, reduciendo el sign-off de bloques analógicos de días a horas."

Jaehong Park, Vicepresidente Ejecutivo y Jefe de Desarrollo de Plataforma de Diseño Foundry en Samsung Electronics, añadió: "El flujo de trabajo unificado de Synopsys PrimeSim Continuum entregó un aceleramiento de 10x con precisión SPICE gold para nuestro diseño reciente de Ethernet 56 Gbps, reduciendo la verificación de días a horas."

Flujo de trabajo unificado para análisis y sign-off

PrimeSim Continuum integra PrimeSim SPICE, PrimeSim Pro, PrimeSim HSPICE (el gold-standard para IP fundacional e integridad de señal) y PrimeSim XA (FastSPICE para verificación SRAM y mixed-signal). PrimeWave ofrece un entorno consistente y flexible a través de todos los motores, optimizando configuración de diseño, análisis y post-procesamiento para una experiencia de sign-off simplificada.