Las CPU de uso general han ejecutado bastante bien la mayoría de las herramientas EDA desde hace muchos años, pero si realmente desea acelerar algo como la simulación, entonces debe comenzar a considerar el uso de aceleradores de hardware especializados. . Los emuladores aparecieron en escena alrededor de 1986 y la potencia de procesamiento ha aumentado considerablemente a lo largo de los años, principalmente en respuesta a las demandas de empresas de vanguardia que diseñan CPU, GPU y, más recientemente, procesadores e hiperescaladores basados ​​en IA que necesitan acelerar la simulación para garantizar que Los diseños están libres de errores y, de hecho, se iniciarán y ejecutarán el software correctamente antes de grabarlos.

Todos los equipos modernos de CPU, GPU, hiperescaladores y procesadores de inteligencia artificial están utilizando la emulación para acelerar el diseño y la depuración de sus SOC, con recuentos de transistores que oscilan entre 25 mil millones y 167 mil millones de transistores, y a menudo utilizan chiplets, ya que la enorme cantidad de transistores ya no cabe. el tamaño máximo de retícula. Estos sistemas son difíciles de verificar y usar una CPU de uso general para ejecutar simulaciones EDA ya no es lo suficientemente rápido, por lo que se debe utilizar la emulación. Los equipos de diseño de proyectos de IA y aplicaciones de hiperescala ejecutan cargas de software que exigen un análisis rápido para poder hacer concesiones entre potencia y rendimiento.

La emulación se utiliza al principio del flujo de diseño, cuando se producen muchos cambios de diseño, por lo que tener funciones de depuración flexible y compilación rápida es fundamental para una respuesta rápida. Cuando la codificación RTL se haya vuelto lo suficientemente estable y se requiera menos depuración, entonces se podrá iniciar un enfoque de simulación más rápido utilizando prototipos empresariales a medida que se pueda comenzar el desarrollo temprano de firmware y software. Le sigue la tercera etapa de simulación acelerada y es la creación de prototipos tradicionales basados ​​en FPGA, donde los desarrolladores de software son los principales usuarios, donde el rendimiento y la flexibilidad son las principales necesidades.

Con las tres técnicas de aceleración asistida por hardware, podría optar por utilizar tres sistemas de hardware de múltiples proveedores; sin embargo, acabo de enterarme de un nuevo anuncio de Siemens donde lanzaron una familia de productos de próxima generación que cubre los tres casos de uso y llaman él Veloce CS.

Para la emulación, Veloce Strato CS utiliza un chip de dominio específico llamado CrystalX, que permite una compilación rápida y predecible durante la aparición del diseño y acelera las iteraciones. Los diseñadores son más productivos al utilizar capacidades de depuración nativas y la plataforma tiene escalabilidad para adaptarse a los diseños más grandes. En cuanto a la creación de prototipos, Veloce Primo CS basado en FPGA utiliza el último chip AMD, el SoC adaptable VP1902, que tiene una densidad lógica 2 veces mayor y un rendimiento de depuración 8 veces más rápido.

Las generaciones anteriores de emuladores a menudo tenían factores de forma de hardware únicos, pero con el nuevo Veloce CS Siemens adoptó una arquitectura blade, que se adapta más fácilmente a los centros de datos modernos.

La generación anterior de emuladores de Siemens se llamó Veloce Strato+, presentada en 2021; ahora, con el nuevo Veloce Strato CS, disfrutará de una capacidad de compuerta 4 veces mayor, una ganancia de rendimiento 5 veces mayor y un aumento de rendimiento de depuración 5 veces mayor. La escalabilidad ahora llega hasta 40+B puertas, y el enfoque de blade modular abarca de 1 a 256 blades.

Para la creación de prototipos empresariales, Siemens ofreció Veloce Primo a partir de 2021; Con el nuevo Veloce Primo CS, su equipo se beneficiará de una capacidad de puerta 4 veces mayor, un rendimiento 5 veces mayor y un rendimiento de depuración 50 veces mayor. Una vez más, las hojas se utilizan con Veloce Primo CS, lo que proporciona una gama de compuertas de 500 M, hasta 40+B.

El siguiente diagrama muestra el software de compilación, depuración y tiempo de ejecución común compartido entre el emulador y los sistemas de creación de prototipos empresariales, con la principal diferencia de que el emulador utiliza el chip CrystalX personalizado y el prototipo empresarial emplea los chips AMD VP1902.

Al utilizar una arquitectura de aspas, estos sistemas solo requieren refrigeración por aire, por lo que no se necesita una costosa refrigeración por agua.

El tercer producto nuevo presentado es Veloce proFPGA CS, que le brinda el doble de capacidad de compuerta, el doble de rendimiento y una impresionante ventaja de rendimiento de depuración de 2 veces sobre el sistema proFPGA de la generación anterior. El escalamiento comienza con una sola sincronización de FPGA a 2 MHz y luego crece hasta 50B puertas. Las configuraciones Uno y Quad son muy adecuadas para la creación de prototipos de escritorio, luego cada sistema blade tiene 100 FPGA.

La creación de prototipos solía estar limitada por la lentitud en el desarrollo del diseño, pero ahora, con Veloce proFPGA CS, los ingenieros experimentarán una compilación eficiente sin ediciones RTL manuales, disfrutarán de la partición automatizada de múltiples FPGA, se beneficiarán de la optimización del rendimiento basada en el tiempo y se volverán más eficientes con aplicaciones sofisticadas. -Depuración de velocidad debido al SW VPS.

Resumen

Siemens diseñó, construyó y anunció tres nuevos sistemas acelerados por hardware que tienen algunos beneficios inmediatos, como:

• Bajar potencia para enfriar
• ~10Kw/mil millones de puertas
• Se adapta al centro de datos mediante aspas y refrigeración por aire. Pasillo frío – flujo de aire del pasillo caliente.
• Soporte multiusuario, que permite el uso 24×7
• Emulación, creación de prototipos empresariales, creación de prototipos basados ​​en FPGA

Los primeros usuarios de Veloce CS incluyen nombres de primer nivel como AMD y ARM. El nuevo Veloce tiene credenciales impresionantes, ciertamente vale la pena examinarlo más de cerca, y abarca los tres tipos de plataformas de hardware. Su equipo puede elegir el tamaño adecuado para cada plataforma para satisfacer la capacidad de su proyecto.

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• Fuente: https://semiwiki.com/eda/342270-new-emulation-enterprise-prototyping-and-fpga-based-prototyping-launched/