Оптимізуйте RTL та програмне забезпечення за допомогою результатів швидкої перевірки потужності для проектів з мільярдними воротами

У кожному чіпі потужність є прогресивною проблемою, яку потрібно вирішити. Розробникам давно доводилося покладатися на поєднання досвіду та знань, щоб вирішити цю дилему, зазвичай доводилося чекати, доки кремній не стане доступним, щоб виконати аналіз потужності з реалістичним програмним навантаженням. Однак це надто пізно в грі, оскільки це стає дорогим і трудомістким рішенням проблем живлення після кремнію. У цій публікації в блозі я поясню, як можна досягти ефективних результатів перевірки потужності за кілька годин на конструкціях мільярдних воріт на ранніх стадіях. За допомогою цієї можливості ви можете знайти критичні області та часові вікна для пікової потужності та, таким чином, оптимізувати свій RTL та програмне забезпечення.

Виконання аналізу потужності після кремнію створює ризик втрати критичних ситуацій високої потужності, що може створити значні проблеми з витратами та адаптацією продукту. Негативні сторони помилки щодо влади? Клієнт може вибрати іншого постачальника мікросхем, якщо дизайн не досягає обіцяної цільової потужності. Або системний розробник може бути змушений зменшити продуктивність чіпа, щоб підтримувати цільовий конверт потужності — несприятливий компроміс у додатках, які покладаються на швидку обчислювальну продуктивність. У цій публікації, яка спочатку була опублікована на Блог «Від кремнію до програмного забезпечення»., ми детальніше розглянемо деякі сфери застосування SoC, де необхідний точний аналіз потужності.

Графічні процесори

Традиційні додатки GPU є відомими об’єктами для порівняння, але це не полегшує завдання аналізу потужності. Розглянемо графічний процесор, розроблений для ноутбука. Ви можете виконувати аналіз потужності в певних точках вимірювання протягом певного періоду часу. Однак, маючи потенційно до 10 мільйонів тактів, цей підхід явно не є вичерпним, тому дизайнери традиційно повинні покладатися на свої найкращі оцінки потужності.

Штучний Інтелект

У чіпах штучного інтелекту (ШІ) додатки, а також стек програмного забезпечення для додатків і архітектур ШІ є новою територією, яка створює нові проблеми з точки зору профілювання потужності. Тим не менш, потенційні винагороди від оптимізації потужності додатків AI є великими. Зрештою, енергоефективність — це перевага, яку розробники чіпів штучного інтелекту хотіли б рекламувати разом із високою продуктивністю обчислень.

5G

Іншим енерговажливим додатком є ​​5G, який забезпечує високу продуктивність і низьку затримку. Програми 5G передбачають велику кількість паралельної обробки та високі частоти, але, маючи лише таку кількість доступної потужності, їх потрібно оптимізувати для ефективної роботи. Особливо це стосується мікросхем радіоголовки.

центри обробки даних

Центри обробки даних, особливо центри обробки даних гіпермасштабування, побудовані на блискавичних, енергоефективних мікросхемах, які можуть допомогти максимізувати загальну пропускну здатність системи. Завдяки мільярдам шлюзів і складним робочим навантаженням програмного забезпечення, системи на системі процесора центрів обробки даних пред’являють особливо вимогливі вимоги до перевірки та оновлення програмного забезпечення.

Mobile

Враховуючи їх компактний форм-фактор і бажаний тривалий час автономної роботи, мобільні пристрої, такі як смартфони, не можуть дозволити собі використання мікросхем, які споживають занадто багато енергії. Незважаючи на те, що їхні робочі навантаження ускладнилися, ці пристрої — навіть енергоємні графічні процесори — все одно мають бути в змозі ефективно виконувати ці робочі навантаження.

Як швидкий емулятор потужності вирішує проблему профілювання потужності

Оскільки задовольнити вимоги до динамічної потужності стає дедалі складніше, розробники чіпів часто вважають потужність головним завданням перевірки. Динамічна перевірка потужності вимагає визначення пікової потужності. Тим не менш, критичні події пікової потужності обумовлені фактичним робочим навантаженням програмного забезпечення. Симуляція може ідентифікувати пікову потужність, яка падає як вище, так і нижче бюджету потужності, але в конструкціях з мільярдними воротами вона зможе вловити справжні критичні події лише завдяки чистому вданню, оскільки вікна, які може враховувати підхід на основі моделювання, занадто великі. маленький. Інструмент підтвердження забезпечить точні вимірювання потужності, але якщо він використовується в неправильному часовому вікні, розробник не зможе визначити, яке вікно має найвищу потужність.

Виявлення помилок із низьким енергоспоживанням вимагає запуску програмного забезпечення. Невеликі тести не виявлять реалістичні помилки живлення, спричинені робочим навантаженням. Що потрібно, це:

• Справжнє мікропрограмне забезпечення та операційна система під час попереднього тестування кремнію
• Емуляція для перевірки потужності протягом мільйонів або мільярдів циклів
• Попередня перевірка потужності кремнію для налагодження, що неможливо з реальним кремнієм

Високошвидкісна емуляція дозволяє групам розробників виконувати перевірку потужності на ранніх стадіях циклу проектування, таким чином вони можуть мінімізувати ризики помилок живлення та недотримання цільової потужності SoC. Дійсно, швидкий емулятор живлення може бути відповіддю на дилему перевірки живлення апаратного та програмного забезпечення, забезпечуючи кращу точність у ширшому вікні. Ідеальний емулятор міг би виконувати кілька ітерацій на день на великих проектах із реалістичним робочим навантаженням. Роблячи це, розробники чіпів можуть отримати практичну інформацію про профіль потужності своїх проектів.

Статистична інформація за кілька годин

Маючи на увазі багатомільярдні навантаження SoC, Synopsys представила свою нову систему емуляції Synopsys ZeBu® Empower для перевірки потужності апаратного та програмного забезпечення. Забезпечення максимальної продуктивності обчислень, ZeBu Empower може виконувати кілька ітерацій на день, забезпечуючи дієві результати за години. На основі отриманих профілів потужності розробники апаратного та програмного забезпечення можуть на ранній стадії визначити області, де вони можуть покращити динамічну потужність і потужність витоку. ZeBu Empower використовує Сервер ZeBu апаратна технологія швидкої емуляції для забезпечення короткого часу виконання.

ZeBu Empower також передає критичні для живлення блоки та часові вікна в Двигун Synopsys PrimePower для прискорення аналізу потужності RTL і підтвердження потужності на рівні воріт. І ZeBu Empower, і PrimePower є частиною Програмне рішення Synopsys з низьким енергоспоживанням. Рішення з низьким енергоспоживанням, зображене на діаграмі нижче, забезпечує наскрізний потік і методологію, що охоплює від аналізу архітектури до аналізу потужності блоку RTL до аналізу та оптимізації потужності SoC.

Рішення з низьким енергоспоживанням, кероване програмним забезпеченням Synopsys, розроблено, щоб допомогти зменшити загальне динамічне та статичне енергоспоживання мікросхем.

Підсумки

Потужність може бути найскладнішою частиною рівняння потужності, продуктивності та площі (PPA). А коли справа доходить до багатомільярдних проектів, складність досягнення точних профілів потужності тільки зростає. Однак за допомогою рішення для швидкої емуляції потужності від Synopsys команди проектувальників тепер можуть знаходити критичні регіони та часові вікна для пікової потужності, щоб вони могли оптимізувати свій RTL і своє програмне забезпечення. Використовуючи всеохоплюючий поток Synopsys з низьким енергоспоживанням, дизайнери отримують інструменти, які можуть допомогти їм досягти цілей PPA. Враховуючи велике робоче навантаження та вимоги до продуктивності таких програм, як графічні процесори, штучний інтелект, 5G, центри обробки даних і мобільні пристрої, будь-яке рішення, яке може забезпечити точнішу картину потужності, має бути бажаним доповненням до набору інструментів PPA будь-якого дизайнера.

Поділитися цим дописом через: Джерело: https://semiwiki.com/eda/synopsys/301320-optimize-rtl-and-software-with-fast-power-verification-results-for-billion-gate-designs/