Milyar Kapılı Tasarımlar için Hızlı Güç Doğrulama Sonuçlarıyla RTL ve Yazılımı Optimize Edin

Her çipte güç, çözülmesi gereken ilerleyici bir sorundur. Tasarımcılar uzun süredir bu ikilemin üstesinden gelmek için bir deneyim ve bilgi kombinasyonuna güvenmek zorunda kaldılar, genellikle gerçekçi yazılım iş yükleriyle güç analizi yapmak için silikon kullanılabilirliği sonrasını beklemek zorunda kaldılar. Ancak, güç sorunlarını silikon sonrası çözmek için maliyetli ve zaman alıcı bir teklif haline geldiğinden, bu oyunda çok geç. Bu blog gönderisinde, milyarlarca kapılı tasarımlarda saatler içinde eyleme geçirilebilir güç doğrulama sonuçlarını nasıl erkenden elde edebileceğinizi açıklayacağım. Bu yetenekle, en yüksek güç için kritik bölgeleri ve zaman pencerelerini bulabilir ve böylece RTL'nizi ve yazılımınızı optimize edebilirsiniz.

Silikon sonrası güç analizi yapmak, önemli maliyet ve ürün benimseme sorunları yaratabilecek kritik yüksek güç durumlarını kaçırma riskini ortaya çıkarır. Güç konusunda yanılmanın dezavantajları? Bir tasarım vaat edilen güç hedefini kaçırırsa, bir müşteri başka bir çip satıcısıyla çalışmayı tercih edebilir. Veya bir sistem tasarımcısı, hedeflenen güç zarfını korumak için çip performansını geri çevirmek zorunda kalabilir; bu, hızlı hesaplama performansına dayanan uygulamalarda elverişsiz bir ödünleşimdir. Başlangıçta yayınlanan bu yazıda, “Silikondan Yazılıma” blogu, doğru güç analizinin gerekli olduğu bazı SoC uygulama alanlarına daha yakından bakacağız.

GPU'lar

Geleneksel GPU uygulamaları, karşılaştırmalı olarak bilinen varlıklardır, ancak bu, güç analizi görevini daha kolay hale getirmez. Bir dizüstü bilgisayar için tasarlanmış bir GPU düşünün. Güç analizini belirli bir süre boyunca belirli ölçüm noktalarında çalıştırabilirsiniz. Bununla birlikte, potansiyel olarak 10 milyona kadar saat döngüsüyle, bu yaklaşım açıkça ayrıntılı değildir - bu nedenle tasarımcılar geleneksel olarak güç için en iyi tahminlerine güvenmek zorunda kalmışlardır.

Yapay Zeka

Yapay zeka (AI) yongalarında, AI uygulamaları ve mimarileri için uygulamaların yanı sıra yazılım yığını, güç profili oluşturma perspektifinden daha fazla zorluk yaratan yeni bir alandır. Yine de, AI uygulamalarını güç için optimize etmenin potansiyel ödülleri harika. Ne de olsa güç verimliliği, AI çip tasarımcılarının hızlı bilgi işlem performansıyla birlikte duyurmayı seveceği bir avantajdır.

5G

Güç açısından kritik başka bir uygulama, tamamen yüksek performans ve düşük gecikme ile ilgili olan 5G'dir. 5G uygulamaları çok sayıda paralel işleme ve yüksek frekans içerir, ancak yalnızca çok fazla güç bulunduğundan verimli çalışmak için optimize edilmeleri gerekir. Bu özellikle radyo kafa çipleri için geçerlidir.

Veri merkezleri

Veri merkezleri, özellikle hiper ölçekli veri merkezleri, toplam sistem verimini en üst düzeye çıkarmaya yardımcı olabilecek, ışık hızında, enerji açısından verimli yongalar üzerine kuruludur. Karmaşık yazılım iş yüklerinin yanı sıra milyarlarca kapı ile veri merkezi SoC'leri, özellikle zorlu doğrulama ve yazılım geliştirme gereksinimleriyle birlikte gelir.

Telefon

Kompakt form faktörleri ve istenen uzun pil ömrü göz önüne alındığında, akıllı telefonlar gibi mobil cihazlar çok fazla güç tüketen çipleri kullanmayı göze alamaz. İş yükleri karmaşık bir şekilde büyürken, bu cihazlar - hatta güç tüketen GPU'lar bile - bu iş yüklerini verimli bir şekilde karşılayabilmelidir.

Hızlı Bir Güç Emülatörü, Güç Profili Oluşturma Zorluğunu Nasıl Çözer?

Dinamik güç gereksinimlerini karşılamak giderek daha zor hale geldiğinden, çip tasarımcıları genellikle gücü en büyük doğrulama zorluğu olarak görüyorlar. Dinamik güç doğrulaması, tepe gücü bulmayı gerektirir. Ancak kritik tepe güç olayları, gerçek yazılım iş yükleri tarafından yönlendirilir. Simülasyon, güç bütçesinin altına ve üstüne düşen tepe gücü belirleyebilir, ancak milyar kapılı tasarımlarda, simülasyon tabanlı bir yaklaşımın düşünebileceği pencereler çok fazla olduğundan, gerçek kritik olayları yalnızca tamamen şansla yakalayabilecektir. küçük. Bir onay aracı, doğru güç ölçümleri sağlar, ancak yanlış zaman penceresinde kullanılırsa, tasarımcı hangi pencerenin en yüksek güce sahip olduğunu belirleyemez.

Düşük güç tüketen hataları belirlemek, çalışan yazılım iş yüklerini gerektirir. Küçük testler, gerçekçi iş yüküne dayalı güç hatalarını ortaya çıkarmaz. İhtiyaç duyulan şey:

• Silikon öncesi testte gerçek ürün yazılımı ve işletim sistemi
• Milyonlarca veya milyarlarca döngü üzerindeki gücü doğrulamak için öykünme
• Gerçek silikonla mümkün olmayan hata ayıklama için silikon öncesi güç doğrulaması

Yüksek hızlı öykünme, tasarım ekiplerinin tasarım döngüsünün başlarında güç doğrulaması yapmasına olanak tanır, böylece güç hataları ve kaçırılan SoC güç hedefleri risklerini en aza indirebilirler. Gerçekten de, daha geniş bir pencerede daha iyi doğruluk sağlayan hızlı bir güç öykünücüsü, donanım/yazılım güç doğrulama ikilemine yanıt olabilir. İdeal öykünücü, gerçekçi iş yükleriyle büyük tasarımlarda günde birden çok yineleme çalıştırabilir. Bunu yaparak, çip tasarımcıları tasarımlarının güç profiline ilişkin eyleme geçirilebilir içgörüler elde edebilirler.

Saatler İçinde Eyleme Geçirilebilir Analizler

Milyarlarca kapılı SoC iş yüklerini göz önünde bulundurarak, Synopsys, donanım/yazılım güç doğrulaması için yeni Synopsys ZeBu® Empower emülasyon sistemini tanıttı. Maksimum bilgi işlem performansı sağlama, ZeBu'yu Güçlendir Saatler içinde eyleme geçirilebilir sonuçlar sağlayarak günde birden fazla yineleme gerçekleştirebilir. Ortaya çıkan güç profillerine dayanarak, donanım ve yazılım tasarımcıları, dinamik ve kaçak gücü iyileştirebilecekleri alanları erkenden belirleyebilirler. ZeBu Empower'ın kullandığı ZeBu Sunucu kısa geri dönüş süreleri sağlamak için hızlı öykünme donanım teknolojisi.

ZeBu Empower aynı zamanda kritik güç bloklarını ve zaman pencerelerini ileri doğru besler. Özet PrimePower motoru RTL güç analizini ve geçit düzeyinde güç imzasını hızlandırmak için. Hem ZeBu Empower hem de PrimePower, Synopsys yazılım odaklı düşük güç çözümü. Aşağıdaki şemada gösterilen düşük güç çözümü, mimari analizden blok RTL güç analizine, SoC güç analizi ve optimizasyonuna kadar uzanan uçtan uca bir akış ve metodoloji sağlar.

Synopsys yazılım odaklı düşük güç çözümü, IC'lerin genel dinamik ve statik güç tüketimini azaltmaya yardımcı olmak için tasarlanmıştır.

Özet

Güç, güç, performans ve alan (PPA) denkleminin en zorlu kısmı olabilir. Ve konu multi-milyarlık tasarımlara geldiğinde, doğru güç profillerine ulaşmadaki karmaşıklık daha da artıyor. Bununla birlikte, Synopsys'in hızlı güç öykünmesi çözümü ile tasarım ekipleri artık en yüksek güç için kritik bölgeleri ve zaman pencerelerini bulabilir, böylece RTL'lerini ve yazılımlarını optimize edebilirler. Kapsamlı Synopsys düşük güç akışından yararlanan tasarımcılar, PPA hedeflerine ulaşmalarına yardımcı olabilecek araçlar elde eder. GPU'lar, AI, 5G, veri merkezleri ve mobil gibi uygulamaların ağır iş yükleri ve performans talepleri göz önüne alındığında, daha doğru bir güç resmi sağlayabilen herhangi bir çözüm, herhangi bir tasarımcının PPA araç setine hoş bir ek olmalıdır.

Bu gönderiyi şu yolla paylaş: Kaynak: https://semiwiki.com/eda/synopsys/301320-optimize-rtl-and-software-with-fast-power-verification-results-for-billion-gate-designs/