Arm攜手Cadence加速AI時代芯片開發(fā)

隨著人工智能 (AI) 的快速發(fā)展，使用經(jīng)優(yōu)化的芯片對于打造新一代應(yīng)用至關(guān)重要。Arm 憑借其 CPU、GPU 和相關(guān)技術(shù)，以及諸如 Arm Neoverse 計算子系統(tǒng) (CSS)[1] 等開創(chuàng)性解決方案，為芯片的優(yōu)化創(chuàng)新奠定了基礎(chǔ)。

CSS 是經(jīng)過驗證和性能優(yōu)化的子系統(tǒng)，可令構(gòu)建模塊無縫集成到系統(tǒng)級芯片 (SoC) 上，旨在降低風(fēng)險，減少非經(jīng)常性工程 (NRE) 成本并加快產(chǎn)品上市進(jìn)程。Arm Neoverse CSS 為合作伙伴提供采用這些構(gòu)建模塊所需的靈活性，使合作伙伴能夠針對前沿的工藝節(jié)點進(jìn)行定制，并為新的 AI 應(yīng)用提供定制加速。鑒于 CSS 日益增加的復(fù)雜性，并且構(gòu)建具有競爭力的 CSS 需要一定的專業(yè)知識水平，軟件成為每個環(huán)節(jié)交付（從驅(qū)動程序到應(yīng)用層）的關(guān)鍵組件，并搭配用于優(yōu)化性能和功耗的合作伙伴專用的工作負(fù)載。

此過程中會采用 Arm Neoverse 平臺 IP，并利用先進(jìn)的代工工藝對 IP 進(jìn)行精煉，從而提高性能、能效并優(yōu)化面積。這一舉措是 Arm 全面設(shè)計 (Arm Total Design) 生態(tài)項目中不可或缺的部分，該生態(tài)項目旨在順利、快速地交付定制 SoC，這也是 AI 時代的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

合作使得加速

然而，要兌現(xiàn)變革性 AI 應(yīng)用的承諾，不能只靠單打獨斗。我們長期的主要 EDA 合作伙伴 Cadence 一直在幫助業(yè)界克服設(shè)計和實施方面的高階挑戰(zhàn)。Cadence 作為獨家的 EDA 合作伙伴加入 Arm 全面設(shè)計，以加速開發(fā)基于 Neoverse CSS 的定制 SoC?；谶@項合作，Arm 和 Cadence 的客戶可訪問 Cadence 的全流程系統(tǒng)級設(shè)計驗證和實現(xiàn)解決方案來加速 SoC 設(shè)計流程。

Cadence 全流程數(shù)字設(shè)計、驗證和設(shè)計 IP 解決方案經(jīng)過驗證，可支持 Neoverse CSS，該解決方案中的產(chǎn)品涵蓋 Cadence Joint Enterprise Data and AI (JedAI) 平臺[2]，以及基于生成式 AI 的解決方案，其中包括 Cadence Cerebrus Intelligent Chip Explorer[3] 和 Verisium AI-Driven Verification Platform[4]。此外，雙方共同客戶還可以一站式訪問 Cadence Design Services[5]，從基于 Arm 平臺的系統(tǒng)概念設(shè)計到流片，實現(xiàn)芯片流片一次成功。

為什么選擇現(xiàn)在？部分原因是我前面提到的技術(shù)復(fù)雜性日益增加。另外，據(jù) Omdia Research 指出，在 AI 時代，數(shù)據(jù)中心的 85% CPU 周期和計算周期實際上將用于驅(qū)動推理，而推理的規(guī)模化運(yùn)行能力仍處于起步階段。我們希望能夠在云數(shù)據(jù)中心和邊緣設(shè)備中運(yùn)行推理，甚至是在如今大家隨身攜帶的移動設(shè)備中進(jìn)行這項工作。

Arm 一直致力于為定制芯片開辟更廣泛的生態(tài)系統(tǒng)，從而構(gòu)建不僅可滿足專用工作負(fù)載需求，還能解決數(shù)據(jù)中心功耗預(yù)算問題的硬件。事實上，只有高效利用電力，才能擴(kuò)大計算規(guī)模，而 Neoverse CSS 正是為了實現(xiàn)這一目標(biāo)而創(chuàng)建。

我們在許多方面與 Cadence 進(jìn)行合作，目前主要集中在以下三大領(lǐng)域：

Arm SystemReady 芯片投產(chǎn)前驗證

Neoverse 上的 EDA 工作負(fù)載

未來技術(shù)

每個領(lǐng)域的基本目標(biāo)都是簡化創(chuàng)新者的工作和提高其效率，從而在市場中引入新的創(chuàng)新。

SystemReady[6] 是一組可使合作伙伴快速、輕松地在其硬件上直接運(yùn)行現(xiàn)有軟件的規(guī)范。Arm 與 Cadence 合作開發(fā)芯片投產(chǎn)前驗證工具，以確保芯片從一開始就符合 SystemReady 標(biāo)準(zhǔn)，從而確保客戶在開發(fā)產(chǎn)品時，這些產(chǎn)品能在一開始就得以正常工作。

與傳統(tǒng)架構(gòu)相比，在基于 Neoverse 平臺的 AWS Graviton2 實例上運(yùn)行 Cadence EDA 工具時，總體擁有成本 (TCO) 最多可降低 40%。

Cadence 已經(jīng)移植了 Xcelium、Liberate、Spectre 和 JasperGold，且結(jié)果令人驚嘆[7]。相比于在 AWS Graviton2 上運(yùn)行時的性能和成本，在 Graviton3 上運(yùn)行時，Xcelium 的性能提高 22%，成本降低 12%；Liberate 的性能提升 33%，成本降低 21%；Spectre 的性能提升 35%，成本降低 22%；JasperGold 的性能提升 30%，成本降低 18%。

事實上，Arm 已經(jīng)在內(nèi)部使用這些工具來驗證新一代 Neoverse IP 核心。由此可見，這是一個良性循環(huán)。

Arm 很高興能繼續(xù)與 Cadence 合作研發(fā)未來的技術(shù)。我們在 Cadence Cerebrus AI 產(chǎn)品方面的合作就是一個很好的例證，該產(chǎn)品可幫助工程師輕松優(yōu)化功耗、性能和面積。

押注芯片

鑒于利用諸如 2nm 的先進(jìn)工藝開發(fā)芯片時，每個項目的成本可能高達(dá)五至七億美元，其中包括項目開發(fā)中的芯片成本和軟件成本，這突顯了 Arm 和 Cadence 的獨特合作伙伴關(guān)系的重要性。對于當(dāng)今的許多云服務(wù)運(yùn)營商和 OEM 廠商而言，押注芯片是一項重大決定。這段合作關(guān)系確保我們將共同竭盡全力實現(xiàn)回報最大化。

AI 時代需要更快速、安全地實現(xiàn)定制芯片，而實現(xiàn) SoC 通常有三種方法：

通過第三方 IP 集成

全定制芯片

計算子系統(tǒng)

前兩種方法的開發(fā)工作量大、成本高、周轉(zhuǎn)時間長（這在瞬息萬變的市場中是無法承受的），而且風(fēng)險相當(dāng)大。計算子系統(tǒng)則為創(chuàng)新者提供了一種成本合理、工作量適當(dāng)、周轉(zhuǎn)時間短且風(fēng)險低的快速方法。

Arm 和 Cadence 的合作關(guān)系則能夠保障這樣的設(shè)計環(huán)境與預(yù)期成果得以實現(xiàn)。

審核編輯：劉清