Optimeerige RTL-i ja tarkvara kiirete toitekontrolli tulemustega miljardivärava kujunduse jaoks

Igas kiibis on võimsus progressiivne probleem, mis tuleb lahendada. Disainerid on selle dilemma lahendamiseks pidanud pikka aega toetuma kogemuste ja teadmiste kombinatsioonile, tavaliselt peavad nad realistliku tarkvara töökoormusega võimsusanalüüsi tegemiseks ootama seni, kuni räni on saadaval. Kuid see on mängus liiga hilja, kuna see muutub ränijärgseks toiteprobleemide lahendamiseks kulukaks ja aeganõudvaks ettepanekuks. Selles ajaveebipostituses selgitan, kuidas saate miljardivärava kujundusega varakult tundidega saavutada toimivaid toitekontrolli tulemusi. Selle võimaluse abil saate leida tippvõimsuse jaoks kriitilised piirkonnad ja ajaaknad ning seeläbi optimeerida oma RTL-i ja tarkvara.

Ränijärgse võimsusanalüüsi teostamine toob kaasa kriitiliste suure võimsusega olukordade kadumise ohu, mis võib tekitada olulisi kulu- ja toote kasutuselevõtu probleeme. Võimu suhtes eksimise varjuküljed? Klient võib valida mõne teise kiibimüüja kasuks, kui konstruktsioon ei ületa lubatud võimsuseesmärki. Või võib süsteemidisainer olla sunnitud vähendama kiibi jõudlust, et säilitada sihitud võimsuse mähis – see on ebasoodne kompromiss rakendustes, mis sõltuvad kiirest arvutusjõudlusest. Selles postituses, mis avaldati algselt Blogi "Ränist tarkvarani"., vaatame lähemalt mõningaid SoC rakendusvaldkondi, kus täpne võimsuse analüüs on hädavajalik.

GPU

Traditsioonilised GPU-rakendused on võrdluseks tuntud üksused, kuid see ei muuda võimsuse analüüsi ülesannet lihtsamaks. Kaaluge sülearvuti jaoks mõeldud GPU-d. Saate teatud mõõtmispunktides teatud aja jooksul võimsuse analüüsi käivitada. Potentsiaalselt kuni 10 miljoni taktisagedusega ei ole see lähenemine aga ilmselgelt ammendav – seepärast on disainerid traditsiooniliselt pidanud tuginema oma parimatele võimsuse hinnangutele.

Tehisintellekt

Tehisintellekti (AI) kiipide puhul on nii rakendused kui ka tehisintellekti rakenduste ja arhitektuuride tarkvarapakk uus territoorium, mis seab võimsuse profiilide koostamise seisukohast rohkem väljakutseid. Siiski on tehisintellekti rakenduste võimsuse optimeerimise võimalik kasu suur. Energiatõhusus on lõppude lõpuks eelis, mida tehisintellekti kiibidisainerid sooviksid, koos kiire arvutusvõimega.

5G

Teine energiakriitilise tähtsusega rakendus on 5G, mis on seotud suure jõudlusega ja madala latentsusega. 5G-rakendused hõlmavad palju paralleelset töötlemist ja kõrgeid sagedusi, kuid kuna saadaval on vaid nii palju võimsust, tuleb neid tõhusaks töötamiseks optimeerida. See kehtib eriti raadiopeakiipide kohta.

andmekeskuste

Andmekeskused, eriti hüperskaala andmekeskused, on üles ehitatud välkkiiretele energiatõhusatele kiipidele, mis aitavad maksimeerida kogu süsteemi läbilaskevõimet. Miljardite väravate ja keeruka tarkvara töökoormuse tõttu on andmekeskuste SoC-del eriti nõudlikud kontrolli- ja tarkvara käivitamise nõuded.

mobiilne

Arvestades nende kompaktset kuju ja soovitud pikka aku kasutusaega, ei saa mobiilseadmed (nt nutitelefonid) endale lubada kasutada liiga palju energiat tarbivaid kiipe. Kuigi nende töökoormus on muutunud keerukamaks, peavad need seadmed – isegi energianäljased GPU-d – siiski suutma neid töökoormusi tõhusalt taluda.

Kuidas kiire võimsusemulaator lahendab võimsuse profileerimise väljakutse

Kuna dünaamiliste võimsusnõuete täitmine muutub üha keerulisemaks, peavad kiibidisainerid sageli võimsust oma peamiseks kontrollimisprobleemiks. Dünaamilise võimsuse kontrollimine nõuab tippvõimsuse leidmist. Kriitilised tippvõimsuse sündmused on aga tingitud tegelikust tarkvara töökoormusest. Simulatsioon suudab tuvastada tippvõimsuse, mis langeb nii üle kui ka alla võimsuseelarve, kuid miljardivärava konstruktsiooni puhul suudab see tõelisi kriitilisi sündmusi tabada vaid puhta õnne tõttu, kuna simulatsioonil põhinevad aknad on liiga suured. väike. Signoff-tööriist annaks täpsed võimsuse mõõtmised, kuid kui seda kasutatakse vales ajaaknas, ei saaks disainer kindlaks teha, milline aken on suurima võimsusega.

Vähese energiatarbega vigade tuvastamine nõuab tarkvara töökoormust. Väikesed testid ei paljasta realistlikke töökoormusest tingitud toitevigu. Vaja on:

• Tõeline püsivara ja operatsioonisüsteem ränieelsel testimisel
• Emulatsioon võimsuse kontrollimiseks miljonite või miljardite tsüklite jooksul
• Ränieelne võimsuse kontrollimine silumiseks, mis pole tegeliku räni puhul võimalik

Kiire emuleerimine võimaldab disainimeeskondadel teostada võimsuse kontrollimist projekteerimistsükli varasemas etapis, et minimeerida toitevigade ja täitmata SoC-toiteeesmärkide riske. Tõepoolest, kiire toiteemulaator võib olla vastus riistvara/tarkvara toitekontrolli dilemmale, pakkudes paremat täpsust laiemas aknas. Ideaalne emulaator suudaks käivitada mitu iteratsiooni päevas suurte kujunduste puhul ja realistliku töökoormusega. Seda tehes saavad kiibidisainerid oma disainide võimsusprofiilist praktilise ülevaate.

Toimiv statistika tundides

Arvestades mitme miljardi väravaga SoC töökoormust, Synopsys avalikustas oma uue Synopsys ZeBu® Empower emulatsioonisüsteemi riistvara/tarkvara toite kontrollimiseks. Maksimaalne arvutusjõudlus, ZeBu Empower saab teha mitu iteratsiooni päevas, pakkudes praktilisi tulemusi tundide jooksul. Saadud võimsusprofiilide põhjal saavad riist- ja tarkvaradisainerid varakult kindlaks teha valdkonnad, kus nad saavad parandada dünaamilist ja lekkevõimsust. ZeBu Empower kasutab ZeBu server kiire emulatsiooni riistvaratehnoloogia, et tagada lühike töötlemisaeg.

ZeBu Empower edastab ka võimsuskriitilisi plokke ja ajaaknaid Sünopsys PrimePoweri mootor kiirendada RTL-i võimsuse analüüsi ja väravataseme võimsuse väljalülitamist. Nii ZeBu Empower kui ka PrimePower on osa sellest Synopsyse tarkvarapõhine vähese energiatarbega lahendus. Alloleval diagrammil kujutatud väikese energiatarbega lahendus pakub täielikku voogu ja metoodikat, mis ulatuvad arhitektuurianalüüsist kuni RTL-i blokeerimise võimsuse analüüsini kuni SoC-võimsuse analüüsi ja optimeerimiseni.

Synopsyse tarkvarapõhine vähese energiatarbega lahendus on loodud selleks, et aidata vähendada IC-de üldist dünaamilist ja staatilist energiatarbimist.

kokkuvõte

Võimsus võib olla võimsuse, jõudluse ja pindala (PPA) võrrandi kõige keerulisem osa. Ja mis puutub mitme miljardi väravaga disainidesse, siis täpsete võimsusprofiilide saavutamise keerukus ainult kasvab. Kuid Synopsysi kiire toiteemulatsiooni lahendusega saavad disainimeeskonnad nüüd leida tippvõimsuse jaoks kriitilised piirkonnad ja ajaaknad, et optimeerida oma RTL-i ja tarkvara. Kasutades ära kõikehõlmavat Synopsysi vähese energiatarbega voolu, saavad disainerid tööriistu, mis aitavad neil PPA eesmärke täita. Arvestades rakenduste (nt GPU-d, AI, 5G, andmekeskused ja mobiilside) suurt töökoormust ja jõudlusnõudeid, peaks iga lahendus, mis suudab pakkuda täpsemat energiapilti, olema iga disaineri PPA tööriistakomplekti teretulnud täiendus.

Jaga seda postitust: Allikas: https://semiwiki.com/eda/synopsys/301320-optimize-rtl-and-software-with-fast-power-verification-results-for-billion-gate-designs/