对话Cadence专家：仿真平台如何大增芯片设计效率？未来五年趋势预判

作者 | 高歌

编辑 | 江心白

芯东西6月9日报道，今天下午，美国EDA厂商Cadence就其新一代硬件验证产品Palladium Z2和Protium X2和芯东西等媒体进行了交流。Palladium Z2和Protium X2于今年4月推出，相比于上一代产品，其容量提升了两倍，性能则提升了1.5倍。

其中，Palladium Z2硬件仿真加速平台基于Cadence的定制硬件仿真处理器，其架构比较独特。Cadence称，该产品可以提供业界最快的编译速度和最全面的硅前硬件纠错功能。Protium X2原型验证系统则基于芯片厂商赛灵思的Xilinx UltraScale+ VU19P FPGA，拥有业界最高的运行速度和最短的启动时间。

在发布会上，Cadence的亚洲区系统解决方案资深总监张永专、中国区验证产品总监张立伟分享了整个IC设计行业的发展趋势，并详细解释了Palladium Z2和Protium X2产品如何帮助芯片设计厂商快速迁移、迭代、缩短设计周期。

一、多模块并行验证，10小时完成100亿门编译

本次Cadence推出的Palladium Z2和Protium X2分别针对不同的芯片设计环节。Palladium系列产品主要面向SoC芯片的仿真验证，而Protium系列则针对完整系统的开发调试。张永专提到，通过使用Palladium Z2和Protium X2，有客户甚至一次流片就取得了成功。

具体来说，Palladium Z2和Protium X2具有统一的编译器，可以无缝迁移，被Cadence称作“系统动力双剑（Dynamic Duo）”。为了提升验证速度，Palladium Z2和Protium X2可以将芯片分为多个模块并行验证，极大地缩短了验证时间。

据张永专分享，Palladium Z2可以使100亿（逻辑）门的SoC编译在10个小时内完成，而此前往往需要48甚至72个小时。

这意味着，设计人员可以在一天之内得到自己想要的编译结果，使得效率提升了一个新的台阶。这也让设计人员可以对芯片设计进行快速迭代。Palladium Z2和Protium X2还可以多个扩展级联，部署比较灵活，达到全场景覆盖。而且由于其统一的平台，原本需要一个团队才能够进行的原型验证甚至只需要1个人就可以完成，极大地节约了公司的人力成本。

▲Palladium Z2和Protium X2在芯片设计流程中的应用

张永专认为，Cadence的硬件仿真系统Palladium Z2和Protium X2正在朝着软件化方向发展，在硬件上做到软件仿真的便捷性和全场景覆盖能力。

目前，Palladium Z2和Protium X2已被部分芯片设计厂商使用，这些公司也发表了自己对这两款产品的看法。

美国芯片设计公司英伟达的硬件工程高级总监Narendra Konda称，由于Palladium Z2和Protium X2可用容量和吞吐量都大幅提升，英伟达可以按时完成其最复杂GPU、SoC设计的全面验证。

对于英国芯片设计公司Arm来说，Palladium Z2和Protium X2为其提供了验证下一代IP和产品的硅前验证能力。

美国芯片设计厂商AMD的方法学架构师Alex Star则评论道，Cadence的产品在保证硬件仿真和原型验证功能性一致的基础上，提升了硅前工作负载的吞吐量。

张永专强调，目前Cadence 90%的客户都采用了Palladium和Protium，该产品在中国地区表现良好，获得了多家IC设计厂商的青睐。

二、IC设计流程前移，1次流片即可成功

张永专还分享了Cadence系统解决方案设计团队的成立过程。他提到，Cadence公司从EDA软件设计起家，随着半导体行业的不断发展，他们发现整个设计行业正在不断地发生变化。因此，Cadence创建了垂直的系统解决方案团队，希望能够和行业更好地进行结合。

而从整个行业趋势来看，IC设计正在变得越来越复杂。目前，芯片设计团队往往需要集成多个IP和多个芯片模块，并在设计速度、成本上进行优化，硬件仿真与验证平台的容量也要有所提升。

▲Cadence亚洲区系统解决方案资深总监张永专在分享系统和芯片设计趋势

对目前很多公司来说，IC设计往往需要多次流片进行验证，耗时较久、成本较高。在这样的情况下，由于芯片算力的不断提升、设计越来越复杂，软件和验证成本所占IC设计成本比例正在不断提升。

Cadence发现了这样的行业趋势，希望能够在芯片流片前完成全部编译、仿真、验证，结合软硬件验证，减少客户的流片次数，提升验证效率并减少客户成本。

▲软件和验证成本正在不断提升

三、AI正在加速IC后端设计

在AI方面，张永专则提到，Cadence为了满足产业的需求，提出了智能系统设计战略。在该战略支撑下，Cadence在IC验证部分中加入了人工智能（AI）算法，用机器学习的方式，加速IC后端设计，进一步优化了芯片效能。

Cadence还开放了其人工智能的数据库，可以为客户提供简单的接口，共用数据库。这使很多中小客户也可以享受到AI服务。

Palladium Z2和Protium X2可以将验证数据收集到vManager验证管理系统中，让工程师可以直接看到项目进展，并通过AI配合大数据进行验证效率最大化。在这过程中，Palladium Z2和Protium X2采用独特的记忆方式，可以快速应用于FPGA、GPU、CPU等不同的芯片架构。

结语：高兼容性仿真平台或更适合AI芯片设计

随着AI芯片的快速发展，芯片的架构不断演进，模拟、逻辑和混合信号等不同类型AI芯片的存在，进一步提升了芯片设计难度。另外，AI芯片往往更重视AI算法的运行，这也和在数据中心等应用中的芯片不同。

Cadence的Palladium Z2和Protium X2由于其接口种类全、兼容性较好，可以有力的支持AI芯片的设计，并缩短其设计周期。这可能会使Cadence在AI芯片市场中取得一定的竞争优势。