微软云Azure赋能EDA,释放芯片设计上云潜能

由云计算驱动的数字技术，让人类变得更具智慧，也让我们能够更高效地利用时间，更有效地提高生产力，并且更顺畅地互相交流。
—— harry shum
微软全球执行副总裁
芯片设计成本昂贵与云计算发展
共同驱动 eda 上云
一直以来，云计算都是传统行业用来进行数字化转型的变革“利器”，但在近年来也有很多半导体行业的公司开始尝试芯片设计上云。为数字化服务的芯片行业，为何也要在设计环节用上云服务器？
事实上，这主要是芯片设计自身属性和云计算本身的演进共同驱动的。
众所周知，芯片设计在经历手动输入和工程自动化之后，于上世纪80年代走向商业化，但 eda 本身依然面临成本大、资源利用率低等问题，这与愈发追求高效的社会背道而驰。
eda 工具分为前端、后端和验证三个部分，在长达大约18个月的芯片设计周期中，每个阶段所用到的设计工具的数量和种类都不尽相同。因此，中小公司如果购买完整的芯片设计工具来设计芯片，成本昂贵且极有可能造成资源的浪费，大公司如果有多个项目需要同时推进，也要购买额外的设计工具开展工作。
这一情况正因为云计算的发展而变得不一样。此前由于云技术的生态和硬件先进性的不足，云上 eda 难以得到推广，而去年7月中国通信院发布的《云计算发展白皮书（2020年）》中指出，云计算正在从粗放向精细转型，云应用将从互联网向行业生产渗透，云计算将迎来下一个黄金十年。
某自动化 eda 软件公司云业务拓展资深经理曾在行业线下交流会上表示，7nm 的芯片设计费用大约在2亿美元，其中 eda 的费用占据其中的50%，算力占20%，人力成本占20%，上云既能优化算力，又能优化 eda 软件购买成本。“除了芯片设计自身的属性和成本的考量，敏捷开发和跨地域合作的趋势也是驱动 eda 上云的因素之一。”
摩尔精英 it / cad 与 eda 云计算高级技术总监周鸣炜也表示，“云计算在别的行业很多年前就已经开始使用结合，在 ic 设计上是近几年才刚刚开始，相比国外，中国稍微慢一点，但现在不可逆转的趋势是大家都要上云。 ”
那么，云上 eda 具体给芯片设计行业带来什么样的进步，又如何开启一个全新的芯片设计时代？作为国内外为数不多的芯片设计云提供商之一，微软云 azure 正凭借其技术实力书写答案。
微软云 azure 赋能 eda
释放芯片设计上云潜能
周鸣炜表示， eda 上云主要需要关注三点，一是在性能上如何用最优的配置满足复杂的芯片设计场景，二是上云的成本优化，即云厂商提供的方案能否真正做到快速扩容和回收，三是能否保障芯片设计各层级的安全。
微软云 azure 在这些方面优势明显，据微软中国半导体行业负责人孙海亮的介绍， cpu 、内存、 io 等方面在微软云上都有良好适配，另外在资源调度上，微软能够免费提供 cybercloud 资源编排工具，帮助厂商优化成本。
早在去年，微软就已经和 mentor graphics 、台积电、 amd 多方合作，在微软云 azure 上验证了 7nm 的芯片设计。
其中，在同 mentor 的合作过程中， mentor 的 ams 使用了微软云 azure 专门针对 hpc 开发的虚拟机类型 hc44rs ，每个核心有 8gb 的内存来调用，大幅度缩短 eda 的过程，提升效率加速产品上市。
synopsys 使用微软云azure 运行 ic validator 物理验证解决方案，在不到9小时的时间内完成了对 amd radeon pro vii gpu （包括超过130亿个晶体管）的验证，大幅缩短了验证时间。
总得来说，微软云 azure 能够为芯片设计厂商提供几乎无限的资源池，帮助其缩短研发周期，以按使用量计费的方式降低总体成本与资产投入。
值得一提的是，微软云 azure 不只是为 eda 提供庞大的云端算力，由于过去许多年里微软作为应用方，同芯片行业的上下游产业链与工具厂商有深度合作，因此拥有完整的生态体系，更加能够释放云上 eda 的全部潜能。
随着微软云 azure 等云厂商云计算技术的进步，以及芯片设计厂商对设计上云的接受度提升，芯片设计正在进入一个全新的时代。