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2024年5月10日-5月13日,年度國際學術大會2024 International Symposium of EDA(ISEDA 2024)在西安陜西賓館成功召開。
合見工軟受邀參與,攜數字芯片全流程EDA產品、系統(tǒng)級產品設計全流程解決方案、全國產IP解決方案亮相ISEDA 2024。合見工軟首席技術官賀培鑫博士受邀出席本次會議并發(fā)表重磅演講——《如何提高通過大語言模型生成Verilog RTL代碼的準確性》、《芯粒探索器:通過自動化的解決方案空間探索,優(yōu)化多芯粒集成芯片》,分享交流了EDA領域的前沿技術和合見工軟的最新研發(fā)成果。
生成式AI:數字芯片驗證的未來突破
在當今的生成式AI時代,大語言模型(LLM)也為EDA技術帶來了巨大機遇, 體現在芯片設計和驗證過程中,通過AI技術加持,未來有望實現用更少的時間完成芯片設計和驗證工作,從而大幅縮短芯片設計周期,加速產品上市。
近期,OpenAI的ChatGPT、谷歌的Gemini和GitHub的Copilot,已經展示了從自然語言描述或代碼框架中生成代碼的能力,這跨越了多種軟件編程語言,包括Python、JavaScript和C++。然而,在為IC設計生成Verilog RTL代碼時,這些大語言模型在語法和語義方面都面臨著高準確性的挑戰(zhàn)。
在5月11日的專題研討會《智能電路:利用人工智能實現高效的邏輯設計和驗證》中,賀培鑫博士發(fā)表了演講《如何提高通過大語言模型生成Verilog RTL代碼的準確性》。作為第一位演講嘉賓,賀培鑫提出通過LLM生成Verilog RTL代碼具有廣闊的發(fā)展前景,但面臨著諸多挑戰(zhàn):開源Verilog代碼的數量較少,如何更有效地訓練EDA LLM?芯片成本很高,如何生成更準確的RTL代碼、減少bug?EDA LLM如何應對結果質量QoR (Quality of Result) 評估的挑戰(zhàn)?IC設計基本都是大項目,因此Verilog RTL的小模塊非常多,如何處理這么多模塊?硬件工程師數量少于軟件工程師,EDA LLM工具的商業(yè)模式如何做?
賀培鑫介紹了一種改進的LLM模型,能夠顯著提高生成Verilog RTL代碼的準確性。該模型還能夠與軟件仿真器、調試器等工具集成,更好地幫助IC設計師調試軟件仿真結果,比如AI可以生成簡單的或者通用的測試向量,用戶為了更好地驗證功能可以對生成的測試向量進行改進,隨后AI會在對應的階段自動調用軟件仿真器、調試器。該模型也能夠與邏輯綜合工具集成,預測面積、時序等,比如AI可以建議為某個時鐘加上時鐘門控 (clock gating) 來降低功耗。該模型通過500多個Verilog RTL代碼生成和補全的測試用例進行了準確性的實驗驗證。
合見工軟正在積極布局AI驅動EDA工具的進程中,該LLM引擎將與合見工軟的多款產品進行結合,促進下一代全新的EDA工具技術演進。賀培鑫表示,對于EDA公司來說,相信AI能夠大幅提升工作效率,但我們不應該擔心被AI取代,而應該擔心被會使用AI的人取代;對于芯片公司,也就是我們的客戶來說,敏捷高效的公司應該要充分利用AI。
在專家研討環(huán)節(jié),針對“大模型時代,數字電路設計與驗證的挑戰(zhàn)與機遇”,賀培鑫表示在HPC、GPU、AUTO等應用領域,都需要用到大算力芯片,而芯片驗證是芯片設計過程中的關鍵環(huán)節(jié),尤其在硬件仿真、原型驗證階段,如何為大芯片做設計分割、加快驗證時間等問題越來越復雜,相信隨著AI在EDA領域的不斷發(fā)展,未來AI能夠協(xié)助IC設計工程師更高效地完成驗證工作。當然,目前的LLM還做不到直接設計一塊芯片,但我們可以把設計流程拆分成若干階段,嘗試將任務分解給AI來做。
合見工軟在芯片級EDA領域已率先推出針對數字芯片驗證的EDA全流程平臺工具,包括商用級、高性能的數字仿真器UniVista Simulator (UVS),全場景驗證硬件系統(tǒng)UniVista Unified Verification Hardware System (UVHS)等核心產品 。合見工軟也正在自研大數字芯片的核心IP,已實現Memory Interface、PCIe Gen5 和 RDMA/Ethernet等完整解決方案的全國產化。以上產品均涉及RTL代碼的編寫,給LLM帶來發(fā)揮空間??梢灶A見,為IC設計定制化的大語言模型將成為EDA工具發(fā)展的趨勢。合見工軟將堅持自主研發(fā)、開拓創(chuàng)新,致力于提供世界一流水平的EDA產品。
Chiplet異構集成:催生Chiplet EDA設計平臺
近年來,摩爾定律因為成本問題正在放緩,但高性能計算HPC的性能依然能夠做到指數級增長,這重點歸功于Chiplet技術的快速發(fā)展。根據market.us的數據分析,未來十年全球Chiplet市場的年復合增長率將達到42.5%,預計2033年市場規(guī)模將達到1070億美金。當前全球最先進的芯片都在使用Chiplet異構集成技術,如AMD MI300芯片使用了13個Chiplet,包括GPU、CPU、HBM3等。
在5月12日的Technical Session 15《Chiplet and 3DlC Revolution & High-Level Synthesis Frontier》中,賀培鑫博士發(fā)表了演講《芯粒探索器:通過自動化的解決方案空間探索,優(yōu)化多芯粒集成芯片》,提出Chiplet異構集成技術的發(fā)展在系統(tǒng)層面,對延續(xù)摩爾定律至關重要。然而,Chiplet也面臨著如性能優(yōu)化、能效、信號和電源完整性、熱管理、可測性設計(DFT)等方面的挑戰(zhàn),這些也是Chiplet EDA設計工具需要做到的功能。

賀培鑫認為,設計Chiplet異構集成方案時,需要考慮四個關鍵維度。首先,該芯片需要用到多少個Chiplet?每個Chiplet中使用哪些邏輯功能模塊?完成功能定義后,要考慮每個Chiplet用什么工藝,成熟工藝還是先進工藝?確認工藝后,Chiplet之間用什么互連技術,如2D、2.5D、3D?用什么互連協(xié)議IP,如UCIe、HBM3?最后,如何在基板上布局Chiplet?
賀培鑫介紹了一種Chiplet設計自動化的創(chuàng)新方法,利用EDA工具和IP,幫助設計工程師在使用多個Chiplet異構集成芯片時,自動化生成Chiplet設計方案,更好地權衡PPA、制造工藝、成本等因素,從而發(fā)現利用多樣化Chiplet的更優(yōu)解決方案。該方法主要包括如下步驟:第一步,基于Chiplet參數、集成技術、IC的布局規(guī)劃、I/O布局、工藝設計套件PDK (Process Design Kit) 進行布局,這是自動化的IC級線長和密度驅動的布局。第二步,用戶選擇需要構成Chiplet的模塊,以及相應的PDK、集成方法。第三步,根據用戶的輸入,自動計算Chiplet的尺寸和位置,插入互連IP,通過物理實現工具估測面積、擁塞、時序和功耗,根據仿真結果判斷是否返回第二步。第四步,進行板級的布線、SI/PI仿真、熱仿真,根據仿真結果判斷是否返回第二步。
合見工軟正在基于此方法研發(fā)Chiplet EDA設計平臺,全面布局Chiplet IP、芯片級設計、系統(tǒng)級封裝等工具,目前已實現全國產 Chiplet接口 和 IO Die 完整解決方案,已發(fā)布面向Chiplet的先進封裝協(xié)同設計Sign-Off檢查和優(yōu)化工具UniVista Integrator (UVI)。
EDA多維演進:共建AI+Chiplet新生態(tài)
活動期間,合見工軟展臺也全程陪伴,展示了合見工軟的EDA多維演進戰(zhàn)略、全場景驗證硬件布局,駕馭“AI+Chiplet”對EDA的新挑戰(zhàn),吸引眾多觀眾,引發(fā)熱烈的學術探討與產業(yè)交流。
合見工軟現已推出多款自主自研的EDA與IP產品,產品覆蓋全場景數字驗證硬件、虛擬原型驗證平臺、功能仿真、驗證管理及系統(tǒng)級原型驗證、IP驗證,及可測性設計DFT、電子系統(tǒng)板級和先進封裝設計研發(fā)管理,高速接口IP等。多產品線并行研發(fā),構筑了“芯片-軟件-系統(tǒng)-應用”的芯片與整機系統(tǒng)聯(lián)動設計與產業(yè)生態(tài),有力支撐中國芯片行業(yè)發(fā)展。產品面世以來,已經在高性能計算、5G通信、GPU、人工智能、汽車電子等國內頭部企業(yè)中成功部署應用,全面展示了合見工軟公司產品強大的技術實力與研發(fā)能力。
合見工軟的EDA與IP工具平臺包括:
- 商用級、高性能、全場景驗證硬件系統(tǒng)UniVista Unified Verification Hardware System(簡稱“UVHS”)
- 商用級虛擬原型設計與仿真工具套件UniVista V-Builder/vSpace
- 商用級、高效測試向量自動生成工具UniVista Tespert ATPG
- 全新一代UniVista EDMPro電子系統(tǒng)研發(fā)管理平臺
- 首款自主知識產權的全國產PCIe Gen5完整解決方案UniVista PCIe Gen5 IP
- 數字仿真器/調試器UniVista Simulator/UniVista Debugger
- 原型驗證系統(tǒng)UniVista Advanced Prototyping System
- 先進封裝互連檢查工具UniVista Integrator
- 原理圖設計環(huán)境 UniVista Archer Schematic和PCB設計環(huán)境 UniVista Archer PCB
ISEDA 2024圓滿落幕,合見工軟期待與您來年再會!
關于合見工軟
上海合見工業(yè)軟件集團有限公司(簡稱“合見工軟”)作為自主創(chuàng)新的高性能工業(yè)軟件及解決方案提供商,以EDA(電子設計自動化,Electronic Design Automation)領域為首先突破方向,致力于幫助半導體芯片企業(yè)解決在創(chuàng)新與發(fā)展過程中所面臨的嚴峻挑戰(zhàn)和關鍵問題,并成為他們值得信賴的合作伙伴。了解更多詳情,請訪問www.ecbaby.cn。