運用 AI 的動態、自適應流程加速晶片設計

晶片設計師經常面臨兩難的處境。他們不僅要因應日益複雜的設計,還必須承受加速產品上市的壓力。因此,任何能夠提升設計與開發效率、訂定決策及執行速度的技術,都能提供非常必要的協助。

近年來,這樣的協助源自於人工智慧(AI)的出現。

新思科技作為 AI 驅動電子設計自動化(EDA) 的先驅者,近期藉由將 DSO.ai 整合Fusion Comiler解決方案,有效強化 Fusion Compiler 的 AI 能力。透過 AI 驅動的動態、且能根據條件或環境自動調整的工作流程(adaptive flow),該解決方案能夠將決策過程自動化,並最佳化功耗/效能/面積(PPA),提供更快、更精確的設計結果。


以新思科技DSO.ai 探索 AI 驅動設計

觀看影片瞭解如何利用 Synopsys.ai 增強功率和效能,實現新的生產力水準。


將RTL到GDSII (RTL-to-GDSII)流程自動化

傳統上,大型設計公司通常會由核心設計團隊來制定單一的設計流程,並讓此流程適用於所有設計專案。而因為這類流程要滿足大多數的設計類型,所以這類流程通常對於較簡單的設計範疇來說過分複雜;但對大部分困難的設計來說又不夠完善。此外,設計團隊也必須堅守特定的應用設定(application settings),而在設計實作過程中調整這些設定的彈性也有侷限。

Fusion Complier全新的AI驅動、且能自動調整的設計流程功能,可以有效解決上述這些問題。它藉由基於即時觀察的動態調適設計流程和引擎經驗法則,強化RTL到GDSII的流程。即便初始設置不夠理想,AI 仍可持續監控並調整流程,確保設計收斂。

和一般預先定義流程的步驟不同,AI 會根據當前設計的獨特性與挑戰,智能化的動態調整設計引擎與流程。不僅能夠在主要流程步驟之間調整,還能針對外部無法存取的子流程進行微調。

藉由持續監控設計指標與趨勢(metrics and trends),AI可以自主地:

  • 選擇替代的最佳化經驗法則或方法
  • 執行選項中的最佳化步驟,縮短設計週期
  • 重新調整子流程步驟,來改善設計收斂
  • 強化子流程步驟,針對特定設計挑戰提高處理能力
  • ·藉由使用替代方法重新執行先前步驟,以修正次優結果(sub-optimal results)

持續學習與最佳化

由AI所驅動的具自動調整能力的流程可以在工廠端就預先訓練,能夠比一般用途的 AI 最佳化應用提供更快速的設計結果,和減少 5 到 10 倍的運算需求(compute requirements)。而且除了預先訓練外,在建置後AI仍會持續學習。

當 AI 監控設計流程並進行即時調整時,它會從每個動作的結果中學習,得以持續強化以AI驅動的決策和優化的準確性。

此外,當有額外的運算資源可供使用時,AI 的效率將進一步提升。透過平行探索多種自動調適所得出的策略,AI 能夠在所有運行過程中擴展學習範圍。這不僅提供更廣泛的輸入與洞察(input and insight),也讓 AI 在每個設計建置流程的步驟中,學習最有效的最佳化策略。

由於 AI 能夠進行超越人類能力的優化與調整,這對於資深設計工程師與一般工程師而言,都是非常珍貴的。

將RTL到GDSII (RTL-to-GDSII)流程自動化

傳統上,大型設計公司通常會由核心設計團隊來制定單一的設計流程,並讓此流程適用於所有設計專案。而因為這類流程要滿足大多數的設計類型,所以這類流程通常對於較簡單的設計範疇來說過分複雜;但對大部分困難的設計來說又不夠完善。此外,設計團隊也必須堅守特定的應用設定(application settings),而在設計實作過程中調整這些設定的彈性也有侷限。

Fusion Complier全新的AI驅動、且能自動調整的設計流程功能,可以有效解決上述這些問題。它藉由基於即時觀察的動態調適設計流程和引擎經驗法則,強化RTL到GDSII的流程。即便初始設置不夠理想,AI 仍可持續監控並調整流程,確保設計收斂。

和一般預先定義流程的步驟不同,AI 會根據當前設計的獨特性與挑戰,智能化的動態調整設計引擎與流程。不僅能夠在主要流程步驟之間調整,還能針對外部無法存取的子流程進行微調。

藉由持續監控設計指標與趨勢(metrics and trends),AI可以自主地:

  • 選擇替代的最佳化經驗法則或方法
  • 執行選項中的最佳化步驟,縮短設計週期
  • 重新調整子流程步驟,來改善設計收斂
  • 強化子流程步驟,針對特定設計挑戰提高處理能力
  • ·藉由使用替代方法重新執行先前步驟,以修正次優結果(sub-optimal results)

效能提升基準測試(benchmarking)

儘管相較於專業工程師手動調校的流程,利用以AI 驅動的設計流程進行效能提升基準測試更具有挑戰性,但全新的具有自動調整能力的流程已展現出顯著的成果。最新發表的 Fusion Compiler顯示利用僅 5 個運算資源,就能達到將功耗降低 7%和晶片面積縮小 2%。

對於使用高度最佳化流程來進行高效能運算(HPC)或行動裝置設計的半導體公司來說,這些改善與強化在產品品質與上市時程上帶來革命性的改變。從目前的使用者與其所開發的應用來看,全新且具備自動調整效能的流程可以比既有的流程快2到3倍的時間達成 PPA 目標。率先導入此流程的客戶不僅體驗到PPA的顯著改善,還有簡化的部署(deployment)、降低運算需求以及更好的設計流程優化。

利用 AI 加速晶片設計流程

由AI 驅動、具自動調整能力流程的Fusion Compiler 代表晶片設計與開發的一次重大躍進。透過基於即時觀察的動態調整和優化設計流程與引擎經驗法則,它可以提供更優異的效能、設計效率及上市速度。而隨著學習與進化,它將帶來指數級的效益累積,並重塑晶片設計的未來。

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