Optimoi RTL ja ohjelmisto nopeilla tehonvahvistustuloksilla miljardeja portteja varten

Jokaisessa sirussa teho on progressiivinen ongelma, joka on ratkaistava. Suunnittelijat ovat jo pitkään joutuneet luottamaan kokemuksen ja tiedon yhdistelmään ratkaistakseen tämän ongelman. Yleensä heidän on odotettava piin saatavuuden jälkeen suorittaakseen tehoanalyysin realistisilla ohjelmistotyökuormilla. Tämä on kuitenkin liian myöhäistä pelissä, koska siitä tulee kallis ja aikaa vievä ehdotus tehoongelmien ratkaisemiseksi piin jälkeen. Tässä blogiviestissä selitän, kuinka voit saavuttaa toimivia tehonvahvistustuloksia tunneissa miljardiporttimalleilla varhaisessa vaiheessa. Tämän ominaisuuden avulla voit löytää kriittiset alueet ja aikaikkunat huipputeholle ja optimoida siten RTL:si ja ohjelmistosi.

Tehoanalyysin suorittaminen piin jälkeisenä aikana aiheuttaa riskin, että kriittiset suuritehoiset tilanteet puuttuvat, mikä voi aiheuttaa merkittäviä kustannuksia ja tuotteen käyttöönottoongelmia. Virheen huonot puolet? Asiakas voi valita toisen sirutoimittajan puoleen, jos suunnittelu ei ylitä luvattu tehotavoite. Tai järjestelmäsuunnittelija saatetaan joutua palauttamaan sirun suorituskykyä tavoitellun tehoverhokäyrän ylläpitämiseksi – epäsuotuisa kompromissi sovelluksissa, jotka luottavat nopeaan laskentatehoon. Tässä viestissä, joka alun perin julkaistiin "Piistä ohjelmistoon" -blogi, tarkastelemme tarkemmin joitain SoC-sovellusalueita, joilla tarkka tehoanalyysi on välttämätöntä.

GPU

Perinteiset GPU-sovellukset ovat vertailussa tunnettuja kokonaisuuksia, mutta tämä ei tee tehoanalyysitehtävää yhtään helpommaksi. Harkitse kannettavalle tietokoneelle suunniteltua GPU:ta. Voit suorittaa tehoanalyysin tietyissä mittauspisteissä tietyn ajanjakson aikana. Mahdollisesti jopa 10 miljoonalla kellojaksolla tämä lähestymistapa ei kuitenkaan selvästikään ole tyhjentävä – minkä vuoksi suunnittelijat ovat perinteisesti joutuneet luottamaan parhaisiin tehoarvioihinsa.

Tekoäly

Tekoälysiruissa sovellukset sekä tekoälysovellusten ja -arkkitehtuurien ohjelmistopino ovat kaikki uutta aluetta, mikä asettaa enemmän haasteita tehoprofiloinnin näkökulmasta. Tekoälysovellusten tehon optimoinnin mahdolliset edut ovat kuitenkin suuret. Tehotehokkuus on loppujen lopuksi etu, jota tekoälysuunnittelijat haluaisivat pystyä mainostamaan nopean laskentasuorituskyvyn ohella.

5G

Toinen tehokriittinen sovellus on 5G, jossa on kyse korkeasta suorituskyvystä ja alhaisesta latenssista. 5G-sovellukset sisältävät paljon rinnakkaiskäsittelyä ja korkeita taajuuksia, mutta koska tehoa on vain niin paljon, ne on optimoitava toimimaan tehokkaasti. Tämä pätee erityisesti radiopääsiruihin.

Palvelinkeskukset

Palvelinkeskukset, erityisesti hyperscale-palvelinkeskukset, on rakennettu salamannopeille, energiatehokkaille siruille, jotka voivat auttaa maksimoimaan järjestelmän kokonaissuorituskyvyn. Miljardien porttien ja monimutkaisten ohjelmistotyökuormien ansiosta palvelinkeskusten SoC:t sisältävät erityisen vaativat todennus- ja ohjelmiston käyttöönottovaatimukset.

Puhelinnumero

Mobiililaitteilla, kuten älypuhelimilla, ei ole varaa käyttää siruja, jotka kuluttavat liikaa virtaa, koska niiden kompakti muoto ja toivottu pitkä akun käyttöikä otetaan huomioon. Vaikka niiden työmäärät ovat monimutkaistuneet, näiden laitteiden – jopa tehoa kuluttavien GPU:iden – on silti pystyttävä ottamaan vastaan ​​nämä työkuormat tehokkaasti.

Kuinka nopea tehoemulaattori ratkaisee tehoprofilointihaasteen

Kun dynaamisten tehovaatimusten täyttäminen muuttuu yhä vaikeammaksi, sirujen suunnittelijat pitävät tehoa usein tärkeimpänä tarkastushaasteenaan. Dynaaminen tehon todentaminen edellyttää huipputehon löytämistä. Silti kriittiset huipputehotapahtumat johtuvat todellisista ohjelmistotyökuormista. Simulaatio voi tunnistaa huipputehon, joka on sekä tehobudjetin ylä- että alapuolella, mutta miljardiporttimalleissa se pystyy havaitsemaan todelliset kriittiset tapahtumat vain puhtaan tuurin avulla, koska simulaatioon perustuva lähestymistapa voi ottaa huomioon ikkunat. pieni. Signoff-työkalu antaisi tarkat tehomittaukset, mutta jos sitä käytetään väärässä aikaikkunassa, suunnittelija ei pystyisi määrittämään, kummalla ikkunalla on suurin teho.

Vähätehoisten vikojen tunnistaminen edellyttää ohjelmiston työkuormien suorittamista. Pienet testit eivät paljasta realistisia työkuorman aiheuttamia tehovirheitä. Se mitä tarvitaan on:

• Todellinen laiteohjelmisto ja käyttöjärjestelmä silikonia edeltävässä testauksessa
• Emulointi tehon tarkistamiseksi miljoonien tai miljardien syklien aikana
• Piitä edeltävä tehontarkistus virheenkorjausta varten, mikä ei ole mahdollista varsinaisella piillä

Nopean emuloinnin ansiosta suunnittelutiimit voivat suorittaa tehontarkistuksen suunnittelusyklin alussa, jotta he voivat minimoida tehovirheiden ja menettäneiden SoC-tehotavoitteiden riskit. Nopea tehoemulaattori voi todellakin olla vastaus laitteiston/ohjelmiston tehontarkistusongelmaan, sillä se tarjoaa paremman tarkkuuden laajemmassa ikkunassa. Ihanteellinen emulaattori pystyisi suorittamaan useita iteraatioita päivässä suurilla malleilla realistisilla työkuormilla. Näin sirujen suunnittelijat voivat saada käyttökelpoisia näkemyksiä suunnittelunsa tehoprofiilista.

Toimivia oivalluksia tunneissa

Kun otetaan huomioon usean miljardin portin SoC-työkuormat, Synopsys on julkistanut uuden Synopsys ZeBu® Empower -emulointijärjestelmän laitteiston/ohjelmiston tehon todentamiseen. Tarjoaa maksimaalisen laskentatehon, ZeBu Empower voi suorittaa useita iteraatioita päivässä ja tuottaa toimivia tuloksia tunneissa. Saatujen tehoprofiilien perusteella laitteisto- ja ohjelmistosuunnittelijat voivat varhaisessa vaiheessa tunnistaa alueet, joilla he voivat parantaa dynaamista ja vuototehoa. ZeBu Empower käyttää ZeBu-palvelin nopea emulointilaitteistotekniikka, joka tarjoaa lyhyet läpimenoajat.

ZeBu Empower syöttää myös eteenpäin tehokriittisiä lohkoja ja aikaikkunoita Synopsys PrimePower moottori nopeuttaa RTL-tehoanalyysiä ja porttitason tehon kirjaamista. Sekä ZeBu Empower että PrimePower ovat osa Synopsys-ohjelmistopohjainen pienitehoinen ratkaisu. Alla olevassa kaaviossa näkyvä pienitehoinen ratkaisu tarjoaa päästä päähän -virran ja metodologian, joka ulottuu arkkitehtuurianalyysistä lohkon RTL-tehoanalyysiin ja SoC-tehoanalyysiin ja -optimointiin.

Synopsys-ohjelmistopohjainen pienitehoinen ratkaisu on suunniteltu vähentämään mikropiirien yleistä dynaamista ja staattista virrankulutusta.

Yhteenveto

Teho saattaa olla vain haastavin osa tehon, suorituskyvyn ja alueen (PPA) yhtälöä. Ja kun on kyse monen miljardin portin suunnittelusta, tarkkojen tehoprofiilien saavuttamisen monimutkaisuus vain kasvaa. Synopsysin nopean tehon emulointiratkaisun avulla suunnittelutiimit voivat nyt löytää kriittiset alueet ja aikaikkunat huipputeholle, jotta he voivat optimoida RTL:nsä ja ohjelmistonsa. Hyödyntämällä kattavaa Synopsysin pienitehoista virtausta suunnittelijat saavat työkaluja, jotka voivat auttaa heitä saavuttamaan PPA-tavoitteensa. GPU:iden, tekoälyn, 5G:n, datakeskusten ja mobiilien kaltaisten sovellusten raskas työtaakka ja suorituskykyvaatimukset huomioon ottaen minkä tahansa ratkaisun, joka voi tarjota tarkemman tehokuvan, pitäisi olla tervetullut lisä minkä tahansa suunnittelijan PPA-työkalupakettiin.

Jaa tämä viesti: Lähde: https://semiwiki.com/eda/synopsys/301320-optimize-rtl-and-software-with-fast-power-verification-results-for-billion-gate-designs/