Maximiza cloud computing para verificación rápida de fiabilidad en diseño de IC

En los productos industriales y de consumo actuales de movimiento rápido, las empresas de diseño de circuitos integrados (IC) saben que llegar al mercado en o antes de lo programado es crucial para mantener o ganar éxito competitivo. Sin embargo, también saben que el rendimiento de sus productos tras llegar al mercado es igualmente crítico. Llevar un producto al mercado, solo para que falle en entregar el rendimiento o vida de producto que la publicidad prometió, es la pesadilla que las empresas nunca quieren tener.

Por esa razón, la verificación de fiabilidad es ahora una parte esencial del flujo de diseño y verificación de IC. El alcance y complejidad de problemas de fiabilidad, como descarga electrostática (ESD) y protección latch-up, ha crecido sustancialmente a medida que los diseños se movieron a los nodos de proceso más avanzados (figura 1). En respuesta, la mayoría de foundries ahora proporcionan algún tipo de reglas de diseño de fiabilidad, habilitadas por empresas de automatización de diseño electrónico (EDA) en forma de herramientas y checks de verificación de fiabilidad automatizados [1-3].

Figura 1. Crecimiento en complejidad de conteo de checks y densidad de paths ESD sobre nodos de proceso.

Por supuesto, como cualquier otra forma de verificación automatizada de diseño de IC, ejecutar flujos de verificación de fiabilidad requiere tiempo y recursos… a veces más de los que una empresa tiene disponibles. No todas las empresas tienen la capacidad de adquirir y gestionar suficientes recursos de computación on-site para mantener los flujos de verificación de fiabilidad en calendario. Afortunadamente, ahora hay otra respuesta — cloud computing.

Usar recursos de cloud computing de terceros para satisfacer períodos de «pico de demanda» al validar un chip completo con rule decks de foundry es un enfoque escalable y sostenible para verificación de fiabilidad oportuna. Sin embargo, las empresas necesitan una comprensión clara de los requisitos, limitaciones y costes de cloud computing para tomar decisiones inteligentes de coste/beneficio al adoptar una opción de tecnología cloud.

Al usar servidores cloud, las empresas son cobradas basándose en el número de servidores usados, la clase de la máquina y el tiempo total de uso. El número óptimo de servidores cloud a usar y sus configuraciones dependen de los tipos de flujos de verificación de fiabilidad que estés ejecutando, la herramienta EDA que uses, el tamaño del diseño, tu timeline de tapeout y cuánto dinero tu empresa está dispuesta o puede gastar en acceso cloud [4].

Para demostrar los beneficios potenciales de ejecutar flujos de verificación de fiabilidad en la nube, ejecutamos una serie de experimentos en un diseño system-on-chip (SoC) full-chip, usando flujos de verificación de fiabilidad Siemens EDA Calibre PERC con un proveedor cloud comercial mayor. Ejecutamos el mismo flujo Calibre PERC (usando el mismo diseño SoC y rule decks) un total de tres veces en diferentes números de servidores cloud:

• 1 servidor cloud con 16 cores físicos usando tecnología Calibre multi-threaded (MT)
• 5 servidores cloud, cada uno con 16 cores físicos, usando tecnología Calibre flexible MT (MTflex). Los 5 servidores organizados como 1 primario + 4 remotos en configuración Calibre MTflex.
• 51 servidores cloud, cada uno con 16 cores físicos, usando tecnología Calibre MTflex. Los 51 servidores organizados como 1 primario + 50 remotos en configuración Calibre MTflex.

Registramos el tiempo de ejecución para cada flujo y comparamos los resultados, como se muestra en figura 2. Para 1 servidor, 5 servidores y 51 servidores, la ejecución Calibre PERC completó en 106 horas, 31 horas y 9,5 horas respectivamente. Además, la memoria para cada una de las ejecuciones MTflex se redujo en un 10% comparado con la ejecución MT de máquina única.

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