Semiconductor Engineering se sentó con Aart de Geus, presidente ejecutivo y fundador de Sinopsis, para hablar sobre el cambio de chips a sistemas, transistores de próxima generación y lo que se requiere para construir dispositivos de múltiples matrices en el contexto de cambios rápidos y otros sistemas.

SE: ¿Cuáles son los cambios más importantes que está viendo en la industria de los chips en estos días y por qué ahora?

de Geus: Ya no se trata sólo del tamaño de los transistores. Los angstroms son nomenclaturas realmente geniales y representan una era completamente nueva. Pero son cosas como la entrega de potencia trasera las que son realmente interesantes. Y usted podría preguntarse: '¿Por qué no hicimos esto antes?' La respuesta es que fue realmente difícil y costoso.

SE: También contamos con intercaladores y sustratos de vidrio, que requieren nuevas formas de manejar diferentes materiales. Todo esto también está sucediendo muy rápido.

de Geus: Sí, y una vez que dices que esto de los troqueles múltiples tiene posibilidades, comienza la carrera para producir los primeros. Intel mencionó Ponte Vecchio como el primero importante y nosotros participamos para que eso sucediera. De ahí surgieron muchas lecciones, pero la lección número uno es que es posible. No es diferente a: "Oh, ¿puedes llegar a la luna?" Una vez que llegas allí, es posible, y ahora pueden suceder muchas otras cosas en el espacio. Esto es cierto para muchos esfuerzos humanos. Lo que determina el momento en que esto sea posible es la tecnología. Es esta intersección entre si la tecnología es lo suficientemente buena y posible, y si es asequible. También puede decir: "Es asequible, pero no sabemos muy bien cómo hacerlo". Una vez que ese horizonte es visible, el ingenio y los avances de la ingeniería son notablemente rápidos.

SE: Hay muchas ideas nuevas por ahí y mucha incertidumbre sobre cuáles despegarán.

de Geus: Ese es un estado normal cuando llegas a la zona de masa crítica. La gente huele: 'Hay un ahí ahí'. Y ahora la pregunta es si realmente existe o no, y esa carrera ha comenzado.

SE: ¿Tenemos que aceptar alguna regla 80/20 o 90/10 para que esto funcione con suficientes economías de escala?

de Geus: No creo que tengas que estar de acuerdo. Tienes que ganar. Ganar significa que has resuelto la ecuación tecnológica para que sea excelente y asequible. Synopsys fue pionero hace cuatro o cinco años en la IA, porque pudimos optimizar automáticamente piezas sustanciales de chips a través de una serie de pasos. Se optimizó el flujo de diseño en sí, no solo una herramienta individual. No es sólo que el diseño haya mejorado. Hemos trabajado en eso durante los últimos 40 años y durante los últimos 15 años con aprendizaje automático. Pero de repente ahora son varios pasos, incluidos el momento, la potencia y los factores de forma. Recuerdo el primer diseño donde lo vi funcionar, porque empezamos, y en algún momento tuvo más y más versiones. Y las versiones fueron mejorando cada vez más hasta que se agotó, que era lo mejor que podíamos hacer. Ese fue el mismo momento, sentimiento y representación gráfica de 1984, que fue nuestra primera síntesis, donde de repente pudimos poner en el mapa una solución que era mejor de lo que un humano podría hacer en una fracción de tiempo.

SE: Hasta cierto punto, EDA ha estado trabajando con algún tipo de IA durante años, ¿verdad?

de Geus: Sí, y el nombre clave del producto en ese momento era Sócrates, y la 'es' era sistemas expertos. Y la realidad era que el sistema experto era un poco experto. Era realmente un buen sistema amateur. Pero fue la noción de que ciertos pasos humanos pueden ser reemplazados por algo mejor. Luego automatícelo y autoautomatícelo en el futuro. Fue entonces cuando se publicaron los artículos al respecto, hace 40 años. Synopsys tiene 37 años, pero la tecnología con la que empezamos es Sócrates.

SE: Una de las áreas que se ha resistido a este tipo de automatización es la analógica. ¿Lo que está ocurriendo allí? ¿Es principalmente digital? ¿Sigue siendo principalmente analógico?

de Geus: Los chips analógicos siempre son un poco de ambas cosas. Se segregan muy bien y se optimizan de diferentes maneras. De lo que estamos hablando ahora es de hacer finalmente lo analógico cada vez mejor. Y el desafío con lo analógico es que hay una configuración que es un esquema de qué transistor se comunica con qué transistor y qué tan grandes son. Y luego está, por supuesto, el diseño, que no es tan automático como en digital. Tienes que optimizar ambas cosas en paralelo. En digital tienes un par de preguntas. ¿La función es correcta? ¿Qué tan rápido es? ¿Y cuánta potencia consume? Fin de la historia. En analógico, cada señal tiene que cumplir todo tipo de limitaciones en términos de cantidad de manipulación (voltaje alto y bajo, sensibilidad, temperatura, etc.) y eso es un conjunto complejo de ecuaciones físicas. Optimizar eso inicialmente fue mucho más difícil, pero ahora podemos hacerlo sorprendentemente bien, incluso mejor que un humano.

SE: Si podemos acelerar el diseño analógico, nos ahorramos un paso completo, ¿verdad?

de Geus: Sí, y hemos podido acelerar el diseño analógico más del doble. Cuando desarrollamos una nueva biblioteca de todos los bloques de interfaz, estos son en su mayoría digitales. Pero todos tienen una PHY, que es la parte física, y es analógica. Ésos suelen ser el cuello de botella. Tenemos la parte digital definida y sabemos lo que se supone que debe hacer. Podemos sintetizar y automatizar la ubicación y ruta del archivo. El desafío es ajustarlo y es por eso que estas herramientas son tan poderosas. Si puedes acelerar eso, podrás pasar mucho más rápido al siguiente nodo.

SE: Entonces, ¿ha convencido a los diseñadores analógicos para que utilicen estas herramientas?

de Geus: La clave es lograr que la gente reconozca: "Si uso esto, puedo hacer algo mejor". Fue la misma historia en 1987, cuando lanzamos la síntesis. Sólo alrededor del 3% de los clientes se quejaron de que les estábamos quitando el trabajo y, cuando piensas así, tu trabajo está desapareciendo. Pero la mayoría pensó: 'Oh, esto es fantástico, porque ahora puedo hacer algo más grande y más rápido'.

SE: ¿Quién va a impulsar estas capacidades? ¿Serán los fabricantes de chips, las empresas de sistemas o algún nuevo tipo de empresa?

de Geus: Serán las empresas de chips las que estarán aquí hoy, porque saben lo difícil que es. Una empresa nueva no sabe exactamente cómo se diferenciará con eso. La adopción proviene de los usuarios existentes. No es que de repente tengas que impulsar una metodología completamente nueva. Es incremental. Amplía lo que puedes hacer tú mismo.

SE: ¿Estamos llegando a una etapa en la que la informática es omnipresente, haciendo que la caja sea casi irrelevante?

de Geus: Siempre surge la pregunta de si lo posible es deseable y ¿es posible lo deseable? La segunda categoría es en realidad la más difícil, porque es la que hace avanzar a la humanidad. Suena un poco grandioso, pero eso literalmente puede hacer avanzar a la humanidad. Hay tantas áreas que se están abriendo porque hay discontinuidades técnicas que ocurrieron con una mejora de 10 veces en el rendimiento que no se podría lograr con 2X.

SE: Pero los diseños también son cada vez más complicados y caros, por lo que la gente espera que duren más. Al mismo tiempo, tenemos una ventana mucho más corta sobre la rapidez con la que se produce la innovación.

de Geus: Eso fue oro para la industria móvil durante toda la década de 2000. Apenas habías descubierto las cinco funciones de tu teléfono que necesitabas antes de que realmente necesitaras la siguiente, porque eso fue "ayer". Eso se ralentizó un poco, pero aún hay más funciones. Acabo de ver una demostración de un teléfono que puede traducir idiomas en vivo, de modo que puedo decir algo en francés y escucharlo en inglés. Eso es bastante sorprendente.

SE: Pero con el costo creciente, aún desea conservar ese dispositivo por más tiempo, ¿verdad? Y no querrás cambiar tu coche después de tres años.

de Geus: Así es, y este es un desafío muy grande. Surge la pregunta: "¿Hasta qué punto se puede crear un automóvil que sea modular en su electrónica?" El fabricante de automóviles está luchando mucho con eso, porque necesita decidir qué tan grande será el salto al siguiente nodo. Si dan un gran salto, tienen más tiempo, pero también es mucho más difícil. Y los coches deben ser realmente seguros y fiables. Principalmente cuentan con actualizar el software. Y sabemos cómo se siente eso en nuestro teléfono, porque cada vez que obtienes una actualización, no funciona del todo.

SE: ¿Qué tal un modelo en el que llevas tu coche a revisión y te reemplazan los chiplets?

de Geus: Con eso vienen montones de software para escribir. La verificación de todo eso por razones de seguridad será un gran desafío. Ese ha sido nuestro trabajo como industria de alta tecnología desde el principio. La gente quiere seguir creyendo que los chips siempre serán impecables, y la realidad es que no es así.

SE: Entonces, ¿la industria de los chips necesita cambiar hacia la resiliencia en lugar de estar libre de errores?

de Geus: La resiliencia es buena, pero la redundancia es cara.

SE: En el pasado, usted señaló las adyacencias como el punto de expansión lógico para los proveedores de EDA. ¿Sigue siendo el caso?

de Geus: El desafío es encontrar puntos en común. Nuestro trabajo es impulsar la tecnología, pero al mismo tiempo impulsarla para socios que son un poco diferentes. Durante más de una década, hemos desarrollado una colección de propiedad intelectual principalmente para TSMC, porque era, con diferencia, la más grande. Pero es la misma colección que ahora se usa para Intel y Samsung. Esto es muy importante para los clientes finales, porque pueden diseñar con los mismos núcleos y decidir dónde van a ir en silicio, y esto reduce el riesgo. Así que, silenciosamente, somos a la vez un punto en común y también un instrumento para su diferenciación. Tomemos como ejemplo la entrega de energía trasera. Intel lideró eso e hicimos algunas optimizaciones hace unos 24 meses. Vi hace 24 meses: 'Oh, esto va a ser genial'.

SE: Con ese enfoque se evita un montón de capas de metal, sin mencionar la reducción del ruido, ¿verdad?

de Geus: Exactamente. Es como si, en lugar de pasar una línea de agua a través de su sala de estar, pudiera colocarla en el suelo. Es todo tecnología.

SE: También es una industria en evolución, ¿verdad? Cada nuevo paso se basa en algo más.

de Geus: Olvidamos la única lección aprendida en 1997, que es que nada funciona a través de capacitancia. Por eso, todos nuestros clientes quieren lo más avanzado, pero no cambien nada.

SE: Teniendo en cuenta todo esto, ¿cómo se ve Synopsys hoy en día? ¿Es una empresa EDA o algo más?

de Geus: Todavía estamos en el corazón de la alta tecnología, porque tocamos las partes del exponencial que están cambiando más rápidamente, siendo al mismo tiempo jugadores y clientes del equivalente en el lado del software, que es todo el desarrollo de la súper IA. . Hemos pasado de una complejidad de escala a una complejidad sistémica, porque la complejidad sistémica es más multidimensional e involucra a más partes. Ésta es la diferencia entre complejidad aditiva y complejidad multiplicativa. Con el multiplicativo, si hay un solo cero, todos obtenemos cero. No importa si es la máquina la que coloca el chip en el tablero y dobla un alfiler. No importa en cuántos angstroms estés trabajando, el pasador doblado no se conecta. Tienes que mejorar en el juego en equipo. Estamos pasando de una banda pequeña a una orquesta más grande, pero las trompetas aún necesitan entrar cuando entran los tambores.

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• Fuente: https://semiengineering.com/thinking-big-from-chips-to-systems/