云端芯片設計展望 晴空萬里 回暖趨勢 向云的遷移如火如荼

作者：Synopsys 高級總監(jiān) Mike Gianfagna

向云的遷移正在如火如荼地進行。無論您是否知道，您生活中越來越多的部分都托管在云中。您的個人財務、您的照片、您為雇主所做的工作中越來越多的百分比以及您的整個社交媒體足跡都托管在一個公共計算平臺上。趨勢是不可否認的。出于各種原因，有些人仍然拒絕遷移到云端——稍后會詳細介紹。無論當前狀態(tài)如何，幾乎所有人都同意云計算將成為主導的 IT 基礎設施。如果我們能就何時發(fā)生這種情況達成一致。

有許多類比適用于此。最簡單的一種是將計算作為實用程序。大多數(shù)私人和大公司不建造自己的發(fā)電廠。從能夠帶來巨大規(guī)模經(jīng)濟的公用事業(yè)公司那里購買離網(wǎng)電力更具成本效益。太陽能正在改變這種動態(tài)，但它是一種補充策略而不是替代策略。我確實知道有人在遠離電網(wǎng)的偏僻地方購買土地，并開始走上能源自給自足的道路。該項目很快變得復雜而昂貴。然而，我們?nèi)匀挥性S多公司在運行本地數(shù)據(jù)中心——相當于運行您自己的私有電網(wǎng)。

安全性是另一個“購買與構建”的決定。所有企業(yè)都擁有存儲在計算場中的非常敏感的數(shù)據(jù)。將其全部置于企業(yè)防火墻之后會帶來安全感和控制感。然而，當你仔細觀察時，還有另一種動態(tài)在起作用。企業(yè)實體越大越突出，它們就越容易成為黑客的目標。這意味著對防火墻安全性的投資不斷增加。我們遇到了另一個規(guī)模經(jīng)濟問題。公共云提供商也是巨大的黑客攻擊目標。這種類型的典型企業(yè)將投入大量資源來保護其與外界的接口。這項投資通常遠遠超過任何一個企業(yè)實體所能承擔的，無論其規(guī)模如何。在這種情況下，規(guī)模有利于公共云提供商的強大安全性。公共云是處理大部分信用卡交易的地方。它往往是安全的。

云端芯片設計案例

許多市場和應用程序共享上述動態(tài)。復雜芯片的設計給云遷移帶來了另一組挑戰(zhàn)。芯片設計工作負載可能是獨一無二的。設計過程的不同部分將要求 CPU 功率、CPU 并行度、內(nèi)存利用率和磁盤空間的配置文件大不相同。EDA 設計流程也采用 NFS 文件結構，這是早期云環(huán)境遇到的問題。

芯片設計工作負載的計算基礎設施要求的動態(tài)范圍也帶來了挑戰(zhàn)。請求太少，工作就會失敗。要求太多，你會很快花光你的全部預算。沒有幫助，這可能是一個非常困難的問題。

云中芯片設計的案例研究

雖然以上所有內(nèi)容都描繪了一幅令人生畏的畫面，但我在這里告訴您在云中設計芯片，可靠、可預測且具有成本效益確實是可能的。在以前的生活中，我為一家 ASIC 和 IP 公司負責營銷和 IT。這兩項職責如何找到我是另一天的故事。

我們的工程基礎設施在一個私人托管的數(shù)據(jù)中心上運行。就設計流程部分的計算要求而言，典型的復雜 ASIC 設計流程可能會膨脹 5 到 10 倍。在這種情況下，固定的計算占用空間并不好。因此，我們開始了一個雄心勃勃的項目，將我們的整個 FinFET 級設計流程轉移到 Google Cloud Platform。這些是云遷移的早期階段，谷歌對其云上的芯片設計測試案例很感興趣。對我們來說是個好消息。

我們一次解決了 NFS 文件系統(tǒng)問題、分層存儲問題（固態(tài)磁盤非常昂貴，請明智地使用它們）、海量數(shù)據(jù)傳輸問題和交互延遲問題。這只是我們面臨的所有挑戰(zhàn)的簡短列表。最后，我們成功了。在一個陽光明媚的周五下午，我們將*所有*工程工作負載從我們的私有數(shù)據(jù)中心轉移到愛荷華州和新加坡的兩個 Google Cloud 實例。我們的私人數(shù)據(jù)中心一片漆黑。

最好的部分是沒有人注意到。ASIC 和 IP 設計工作在全球范圍內(nèi)繼續(xù)進行。缺乏影響確實是我們所希望的最好的回報。我們在 EDA 公司和其他公司提供完整的云產(chǎn)品之前就開始了這項工作。今天，世界是一個不同的地方，對云端芯片設計的支持得到了更好的發(fā)展，并且一直在改進。事實上，云中芯片設計的前景是晴空萬里，趨勢正在變暖。關于這一趨勢，未來還有很多話要說。