Optimizați RTL și software-ul cu rezultate rapide de verificare a puterii pentru modelele Billion-Gate

În fiecare cip, puterea este o problemă progresivă care trebuie rezolvată. Designerii au trebuit de mult să se bazeze pe o combinație de experiență și cunoștințe pentru a aborda această dilemă, de obicei trebuind să aștepte până după disponibilitatea siliciului pentru a efectua analize de putere cu sarcini de lucru realiste ale software-ului. Cu toate acestea, acest lucru este prea târziu în joc, deoarece devine o propunere costisitoare și consumatoare de timp pentru a rezolva problemele de putere post-siliciu. În această postare pe blog, voi explica devreme cum puteți obține rezultate acționabile de verificare a puterii în câteva ore, pe proiecte de miliarde. Cu această capacitate, puteți găsi regiunile critice și ferestrele de timp pentru puterea de vârf și, astfel, puteți optimiza RTL și software-ul.

Efectuarea analizei de putere post-siliciu introduce riscul de a pierde situații critice de mare putere, care pot crea probleme semnificative de cost și de adoptare a produsului. Dezavantajele de a greși în privința puterii? Un client ar putea alege să meargă cu un alt furnizor de cipuri dacă un design ratează ținta de putere promisă. Sau, un proiectant de sistem ar putea fi forțat să reducă performanța cipului pentru a menține nivelul de putere vizat - un compromis nefavorabil în aplicațiile care se bazează pe performanță rapidă de calcul. În această postare, care a fost publicată inițial pe Blogul „De la siliciu la software”., vom arunca o privire mai atentă asupra unor domenii de aplicații SoC în care este esențială o analiză precisă a puterii.

unități de procesare grafică

Aplicațiile GPU tradiționale sunt entități cunoscute prin comparație, dar acest lucru nu ușurează sarcina de analiză a puterii. Luați în considerare un GPU conceput pentru un laptop. Puteți rula analiza puterii în anumite puncte de măsurare pe o perioadă de timp. Cu toate acestea, cu potențial până la 10 milioane de cicluri de ceas, această abordare nu este în mod clar exhaustivă - motiv pentru care designerii au trebuit în mod tradițional să se bazeze pe cele mai bune estimări ale puterii.

Inteligenta Artificiala

În cipurile de inteligență artificială (AI), aplicațiile, precum și stiva de software pentru aplicațiile și arhitecturile AI sunt toate un teritoriu nou, ceea ce ridică mai multe provocări din perspectiva profilării puterii. Cu toate acestea, recompensele potențiale ale optimizării aplicațiilor AI pentru putere sunt mari. La urma urmei, eficiența energetică este un avantaj pe care designerii de cipuri AI le-ar plăcea să îl poată prezenta, împreună cu performanța rapidă de calcul.

5G

O altă aplicație critică pentru putere este 5G, care se referă la performanță ridicată și latență scăzută. Aplicațiile 5G implică multă procesare paralelă și frecvențe înalte, dar, având doar atâta putere disponibilă, acestea trebuie optimizate pentru a rula eficient. Acest lucru este valabil mai ales pentru cipurile radio.

Centre de date

Centrele de date, în special centrele de date hiperscale, sunt construite pe cipuri ultrarapide și eficiente din punct de vedere energetic, care pot ajuta la maximizarea debitului total al sistemului. Cu miliarde de porți împreună cu încărcături complexe de software, SoC-urile centrelor de date vin cu cerințe deosebit de solicitante de verificare și de apariție a software-ului.

Mobil

Având în vedere formatul lor compact și durata de viață lungă dorită a bateriei, dispozitivele mobile precum smartphone-urile nu își pot permite să folosească cipuri care consumă prea multă energie. În timp ce încărcăturile lor de lucru au crescut în complexitate, aceste dispozitive – chiar și GPU-urile care consumă energie – trebuie să fie în continuare capabile să suporte eficient aceste sarcini de lucru.

Cum un emulator de putere rapid rezolvă provocarea de profilare a puterii

Pe măsură ce îndeplinirea cerințelor dinamice de putere devine din ce în ce mai dificilă, designerii de cipuri consideră adesea că puterea este principala lor provocare de verificare. Verificarea dinamică a puterii necesită găsirea puterii de vârf. Cu toate acestea, evenimentele critice ale puterii de vârf sunt determinate de încărcăturile de lucru software reale. Simularea poate identifica puterea de vârf care se încadrează atât peste, cât și sub bugetul de putere, dar în proiectele cu un miliard de porți, va fi capabilă să surprindă evenimentele critice reale doar prin pur noroc, deoarece ferestrele pe care o abordare bazată pe simulare le poate considera sunt mult prea mari. mic. Un instrument de semnare ar oferi măsurători precise de putere, dar dacă este utilizat într-o fereastră de timp greșită, proiectantul nu ar putea determina care fereastră are cea mai mare putere.

Identificarea erorilor de consum redus necesită rularea sarcinilor de lucru software. Testele mici nu vor expune erori de alimentare realiste determinate de sarcina de lucru. Ceea ce este necesar este:

• Firmware real și sistem de operare la testarea pre-siliciu
• Emulare pentru a verifica puterea pe milioane sau miliarde de cicluri
• Verificarea puterii înainte de siliciu pentru depanare, ceea ce nu este posibil cu siliciul real

Emularea de mare viteză permite echipelor de proiectare să efectueze verificarea puterii mai devreme în ciclul de proiectare, astfel încât să poată minimiza riscurile de erori de alimentare și obiective nerespectate de putere SoC. Într-adevăr, un emulator de putere rapidă poate fi răspunsul la dilema de verificare a puterii hardware/software, oferind o precizie mai bună într-o fereastră mai largă. Emulatorul ideal ar putea rula mai multe iterații pe zi pe modele mari cu sarcini de lucru realiste. Procedând astfel, designerii de cipuri pot obține informații utile asupra profilului de putere al design-urilor lor.

Informații acționabile în ore

Având în vedere sarcinile de lucru SoC de mai multe miliarde, Synopsys a dezvăluit noul său sistem de emulare Synopsys ZeBu® Empower pentru verificarea puterii hardware/software. Oferă performanță maximă de calcul, ZeBu Empower poate efectua mai multe iterații pe zi, oferind rezultate acționabile în câteva ore. Pe baza profilurilor de putere rezultate, designerii de hardware și software pot identifica de la început zonele în care pot îmbunătăți puterea dinamică și de scurgere. ZeBu Empower utilizează Serverul ZeBu tehnologie hardware de emulare rapidă pentru a oferi timpi scurti de răspuns.

ZeBu Empower alimentează, de asemenea, blocuri critice pentru putere și ferestre de timp în Motorul Synopsys PrimePower pentru a accelera analiza puterii RTL și semnarea puterii la nivel de poartă. Atât ZeBu Empower, cât și PrimePower fac parte din Soluție de consum redus bazată pe software Synopsys. Imaginea în diagrama de mai jos, soluția de putere redusă oferă un flux și o metodologie end-to-end, de la analiza arhitecturii la analiza de putere RTL a blocului până la analiza și optimizarea puterii SoC.

Soluția Synopsys de consum redus, bazată pe software, este proiectată pentru a ajuta la reducerea consumului general de energie dinamică și statică al circuitelor integrate.

Rezumat

Puterea ar putea fi cea mai dificilă parte a ecuației de putere, performanță și suprafață (PPA). Iar atunci când vine vorba de proiecte cu mai multe miliarde de porți, complexitatea în realizarea profilurilor de putere precise crește doar. Cu toate acestea, cu soluția de emulare rapidă a puterii de la Synopsys, echipele de proiectare pot găsi acum regiunile critice și ferestrele de timp pentru puterea de vârf, astfel încât să își poată optimiza RTL și software-ul. Profitând de fluxul cuprinzător de energie redusă Synopsys, designerii obțin instrumente care îi pot ajuta să-și atingă obiectivele PPA. Având în vedere sarcinile grele de lucru și cerințele de performanță ale aplicațiilor precum GPU-uri, AI, 5G, centre de date și dispozitive mobile, orice soluție care poate oferi o imagine mai precisă a puterii ar trebui să fie un plus binevenit la setul de instrumente PPA al oricărui designer.

Distribuie această postare prin: Sursa: https://semiwiki.com/eda/synopsys/301320-optimize-rtl-and-software-with-fast-power-verification-results-for-billion-gate-designs/