Optimaliser RTL og programvare med raske effektverifiseringsresultater for milliardportdesign

I hver brikke er strøm et progressivt problem som må løses. Designere har lenge måttet stole på en kombinasjon av erfaring og kunnskap for å takle dette dilemmaet, og har vanligvis måttet vente til etter tilgjengelighet av silisium for å utføre kraftanalyse med realistiske programvarearbeidsmengder. Dette er imidlertid for sent i spillet, siden det blir et kostbart og tidkrevende forslag for å løse strømproblemer etter silisium. I dette blogginnlegget vil jeg forklare hvordan du kan oppnå handlingsdyktige effektverifiseringsresultater i løpet av timer med milliardportdesign tidlig. Med denne funksjonen kan du finne de kritiske områdene og tidsvinduene for toppeffekt og dermed optimalisere RTL og programvare.

Å utføre strømanalyse etter silisium introduserer risikoen for å gå glipp av kritiske situasjoner med høy effekt, noe som kan skape betydelige kostnader og problemer med produktadopsjon. Ulempene ved å ta feil om makt? En kunde kan velge å gå med en annen brikkeleverandør hvis et design misser det lovede kraftmålet. Eller, en systemdesigner kan bli tvunget til å slå tilbake brikkeytelsen for å opprettholde den målrettede kraftkonvolutten – en ugunstig avveining i applikasjoner som er avhengige av rask dataytelse. I dette innlegget, som opprinnelig ble publisert på «Fra silisium til programvare»-bloggen, skal vi se nærmere på noen SoC-applikasjonsområder der nøyaktig strømanalyse er avgjørende.

GPU

Tradisjonelle GPU-applikasjoner er kjente enheter til sammenligning, men dette gjør ikke strømanalyseoppgaven enklere. Tenk på en GPU designet for en bærbar datamaskin. Du kan kjøre effektanalyse på bestemte målepunkter over en periode. Imidlertid, med potensielt opptil 10 millioner klokkesykluser, er denne tilnærmingen tydeligvis ikke uttømmende – og det er grunnen til at designere tradisjonelt har måttet stole på sine beste estimater for kraft.

Kunstig intelligens

I brikker med kunstig intelligens (AI) er applikasjonene så vel som programvarestabelen for AI-applikasjoner og arkitekturer nye territorier, noe som gir flere utfordringer fra et maktprofileringsperspektiv. Likevel er de potensielle fordelene ved å optimalisere AI-applikasjoner for kraft store. Strømeffektivitet er tross alt en fordel som designere av AI-brikke vil elske å kunne fremvise, sammen med rask dataytelse.

5G

En annen strømkritisk applikasjon er 5G, som handler om høy ytelse og lav ventetid. 5G-applikasjoner involverer mye parallell prosessering og høye frekvenser, men med bare så mye strøm tilgjengelig, må de optimaliseres for å kjøre effektivt. Dette gjelder spesielt for radiohodebrikker.

datasentre

Datasentre, spesielt hyperskalerte datasentre, er bygget på lynraske, energieffektive brikker som kan bidra til å maksimere total systemgjennomstrømning. Med milliarder av porter sammen med komplekse programvarearbeidsmengder, kommer datasenter-SoCer med spesielt krevende verifikasjons- og programvareoppdragskrav.

Mobil

Gitt deres kompakte formfaktor og ønsket lange batterilevetid, har ikke mobile enheter som smarttelefoner råd til å bruke brikker som bruker for mye strøm. Mens arbeidsbelastningen deres har vokst i kompleksitet, må disse enhetene – selv de strømkrevende GPUene – fortsatt kunne håndtere disse arbeidsbelastningene effektivt.

Hvordan en Fast Power Emulator løser Power Profiling Challenge

Ettersom det blir stadig vanskeligere å oppfylle dynamiske strømkrav, anser brikkedesignere ofte strøm som deres største verifiseringsutfordring. Dynamisk kraftverifisering krever å finne toppeffekt. Likevel er kritiske toppeffekthendelser drevet av faktiske programvarearbeidsbelastninger. Simulering kan identifisere toppeffekt som faller over så vel som under kraftbudsjettet, men i milliardportdesign vil den bare kunne fange opp de virkelige kritiske hendelsene ved ren flaks, ettersom vinduene en simuleringsbasert tilnærming kan vurdere er alt for mye. liten. Et signoff-verktøy vil gi nøyaktige effektmålinger, men hvis det brukes på feil tidsvindu, vil designeren ikke kunne bestemme hvilket vindu som har høyest effekt.

Å identifisere feil med lavt strømforbruk krever kjøring av programvarearbeidsbelastninger. Små tester vil ikke avsløre realistiske arbeidsbelastningsdrevne strømfeil. Det som trengs er:

• Ekte fastvare og operativsystem ved pre-silisiumtesting
• Emulering for å bekrefte kraft over millioner eller milliarder av sykluser
• Pre-silisium kraftverifisering for feilsøking, noe som ikke er mulig med faktisk silisium

Høyhastighetsemulering lar designteam utføre kraftverifisering tidligere i designsyklusen, slik at de kan minimere risikoen for strømfeil og tapte SoC-kraftmål. Faktisk kan en rask strømemulator være svaret på maskinvare-/programvarekraftverifiseringsdilemmaet, og gi bedre nøyaktighet over et bredere vindu. Den ideelle emulatoren vil kunne kjøre flere iterasjoner om dagen på store design med realistiske arbeidsbelastninger. Ved å gjøre det kan brikkedesignere få praktisk innsikt i kraftprofilen til designene deres.

Handlingsbar innsikt på timer

Med multi-milliard-gate SoC-arbeidsbelastninger i tankene, Synopsys har avduket sitt nye Synopsys ZeBu® Empower emuleringssystem for maskinvare/programvare kraftverifisering. Leverer maksimal dataytelse, ZeBu Empower kan utføre flere iterasjoner om dagen, og gir praktiske resultater på timer. Basert på de resulterende kraftprofilene, kan maskinvare- og programvaredesignere tidlig identifisere områder hvor de kan forbedre dynamisk og lekkasjekraft. ZeBu Empower bruker ZeBu server rask emuleringsmaskinvareteknologi for å gi korte behandlingstider.

ZeBu Empower mater også frem kraftkritiske blokker og tidsvinduer inn i Synopsys PrimePower-motor for å akselerere RTL-effektanalyse og strømsignering på gatenivå. Både ZeBu Empower og PrimePower er en del av Synopsys programvaredrevet lavstrømsløsning. Avbildet i diagrammet nedenfor gir lavstrømsløsningen en ende-til-ende-flyt og metodikk som strekker seg fra arkitekturanalyse til blokk-RTL-strømanalyse til SoC-strømanalyse og -optimalisering.

Synopsys programvaredrevne lavstrømsløsning er utviklet for å bidra til å redusere det generelle dynamiske og statiske strømforbruket til IC-er.

Oppsummering

Strøm kan bare være den mest utfordrende delen av kraft-, ytelses- og arealligningen (PPA). Og når det kommer til design med flere milliarder porter, vokser kompleksiteten i å oppnå nøyaktige kraftprofiler bare. Men med den raske strømemuleringsløsningen fra Synopsys kan designteam nå finne de kritiske områdene og tidsvinduene for toppeffekt, slik at de kan optimalisere RTL og programvare. Ved å dra nytte av den omfattende Synopsys laveffektflyten, får designere verktøy som kan hjelpe dem med å nå PPA-målene sine. Gitt de store arbeidsbelastningene og ytelseskravene til applikasjoner som GPUer, AI, 5G, datasentre og mobil, bør enhver løsning som kan gi et mer nøyaktig kraftbilde være et velkomment tillegg til enhver designers PPA-verktøysett.

Del dette innlegget via: Kilde: https://semiwiki.com/eda/synopsys/301320-optimize-rtl-and-software-with-fast-power-verification-results-for-billion-gate-designs/