從芯片設計走向系統級應用設計,從先進半導體制造走向第四代工業革命的智能技術融合制造,全球科技企業正在發生重大技術迭代和變革。
速石新一代融合設計研發智算平臺將賦能企業在半導體設計、制造全流程融合、智能化仿真與模擬上助力企業產品設計與研發平臺邁向新的臺階。
嘉賓介紹
分享嘉賓:張大成
上海速石信息科技有限公司 CTO, 十多年半導體行業芯片設計研發平臺架構設計經驗、新一代EDA上云加速IC設計技術落地經驗,服務支持國內外多家中大型集成電路企業設計研發仿真平臺項目。熟悉企業級產品研發業務核心流程、數字化轉型目標與方式、安全合規流程與規范,精通復雜企業IT架構、云計算、大數據和AI/ML相關技術。基于速石科技的技術創新實力致力于用最新的科技和產品,助力集成電路企業產品的快速發展。
主持人:張國斌
電子創新網創始人兼CEO,西安電子科技大學電子工程專業畢業,半導體領域知名KOL。有多年的半導體媒體內容與運營經驗,撰寫過大量產業分析文章。
直播福利
01、預報名獎:20元京東E卡(10名)通過小鵝通平臺填寫預約信息,我們將在所有預報名的用戶中隨機抽取10名,送出價值20元的京東E卡。
02、優秀提問獎:30元京東E卡(5名)直播期間,在小鵝通平臺評論區參與提問,隨機抽取5名提問用戶,送出價值30元的京東E卡。
一 END 一
關于速石科技
上海速石信息科技有限公司致力于構建為應用定義的云,讓任何應用程序,始終以自動化、更優化和可擴展的方式,在任何基礎架構上運行。我們為創新驅動型用戶提供為應用優化的一站式研發平臺,滿足半導體、新藥研發、汽車/智能制造、人工智能、金融科技等企業及高校科研機構多種研發場景需求。基于本地+公有混合云環境的靈活部署及交付,幫助用戶提升20倍研發效率,降低成本達到75%以上,加快市場響應速度,面向全球開展競爭。
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左圖名字叫做:守護現金流
這年頭現金流的重要性,不必多說。
右圖名字叫做:人生就是一場豪賭
不管是初創IC設計公司還是成熟公司,新開始一個項目,總是面臨著前路未知的情況:
1. 周期性存在突發算力高峰需求,涉及到先進制程問題更加顯著;
2. 每次調整制程,都面臨新的資源預估,永遠估不準;
3. 可能需要某些內部不可用的內存和計算資源。
我們今天認真盤一盤,怎么把這門藝術拉下神壇。
先給大家一個直觀感受。
下圖是我們某客戶全生命周期月度算力實際用量曲線:整個芯片項目全流程為18個月,涉及前端、驗證、后端三大團隊。
1. ?前4個月,只涉及到前端布局與架構,對于算力需求不高,因此月度算力需求較少;
2. ?從5月開始,前端、驗證、后端均開始工作,算力開始逐步提升,第11個月達算力小高峰,在第16個月達算力最高峰,月度調度峰值達到百萬級核時以上;
3. ?算力波峰和波谷的核數差距在20倍以上;
4. ?算力在第16個月達到最高峰后,迅速下降。
下面我們手把手教你怎么把算力規劃拉下神壇:
Part 1 小白版算法
針對的是:項目全新,團隊人員也比較新,需要從零計算
Part 2 老司機版算法
針對的是:項目全新,但有類似經驗的老人在團隊,可以憑經驗值估算
PS:Part 1和Part 2 二選一閱讀即可
為了簡化計算,我們根據現實情況作以下假設:
1. 研發團隊總人數為100;
2. 團隊分為前端、驗證和后端3部分,人數比值2:1:1;
3. 芯片的全周期分為3個階段,每階段4個月 (僅適用小白版算法);4. 三個團隊主要使用資源類型:前端團隊使用計算型機器;驗證團隊前期使用計算型機器,之后使用內存型機器;后端團隊使用內存型機器 。
這套小白版算法是我們根據N家客戶的實際情況,得出的經驗參考值:包括不同階段,不同團隊的人員配比與人力占用比例,每人job數,每人每job峰值核數。
因實際團隊并非全程在此項目中,部分階段人力需折算,即人力占用比例。
在我們的參考值基礎上略做調整,大家就能大致得出自己公司的相應數值啦。
這套算法通過估算不同階段內、各個團隊所需的算力峰值之和,得出每階段的算力峰值。各團隊的峰值計算公式為每人每job峰值核數(多臺機器則為每臺核數*機器數)*團隊人數*每人job數(每個階段計算方式一致)。
① 階段工作詳情:前端從事設計相關工作,驗證團隊同步參與,工作狀態都較為穩定,此階段每月峰值核數趨于一致;
② 涉及團隊:前端、驗證團隊;
③ 資源并發需求:前端團隊每人1臺10核、驗證團隊每人1臺20核。
該階段峰值核時計算(計量單位:核小時):
1月:10核*50人*1job=500
2-4月:前端團隊峰值核數=10*50*1=500 ;
驗證團隊峰值核數=20*25*1=500;
峰值核數總計為500+500=1000;
則該階段的峰值核數在2-4月,為1000
(下同,不再詳述這一計算過程)
① 階段工作詳情:涉及到前端仿真、驗證和部分模塊的版圖工作。6月在前仿最后階段做一次大仿真,是算力小波峰,隨后算力下降;
② 涉及團隊:前端、驗證和后端團隊;
③ 資源并發需求峰值:
5月:前端團隊每人1臺18核節點,每人1個job;驗證團隊每人4個job,每個job約18核(人力占用比例:75%);后端團隊每人1臺18核節點;
6月:前端團隊每人1臺24核節點,每人1個job;驗證團隊每人6個job,每個job約24核(人力占用比例:75%);后端團隊每人1臺18核節點;
7月:前端團隊每人1臺18核節點,每人1個job(人力占用比例:40%);驗證團隊每人3個job,每個job約18核;后端團隊每人1個job,每job約4臺18核節點;
8月:前端團隊每人1個job,每個job18核(人力占用比例:40%);驗證團隊每人2個job,每個job18核;后端團隊每人1個job,每個job約4臺24核節點。
計算結果如下
① 階段工作詳情:主要涉及后端仿真相關工作;
② 涉及團隊:驗證和后端團隊;
③ 資源并發需求:
9月:驗證團隊,每人4個job,每個job約18核;后端團隊每人1-2個job,每個job約4臺24核節點(后端人均完成1.6個job,取值1.6);
10月:驗證團隊每人6個job,每個job約24核;后端團隊每人1-2個job,每job約6臺24核工作節點(后端人力占用比例:80%,每人2個job);
11月:驗證團隊每人6個job,每個job約24核;后端團隊每人1個job,每job約4臺24核工作節點;
12月:驗證團隊每人6個job,每個job約18核;后端團隊每人1個job,每job約3臺24核工作節點。
計算結果如下
最終全生命周期算力需求圖如下(計量單位:核小時):
可以看出:
1. 和文章開頭的實際用戶算力曲線趨勢一致;
2. 不同月份間的峰值算力差異很大,能達到20倍左右;
3. 不同團隊在不同月份的峰值算力需求差異明顯。
如果對于未來芯片項目,你們有過來人能預估出不同團隊不同階段的算力需求,這套老司機版算法將完全適配你。
這套算法是我們根據有項目經驗的芯片研發團隊的實際情況,通過填入各月每job峰值核數、每月最大并行job數,計算出各團隊每月所需的算力峰值。
下面為大家奉上這份《XXX芯片項目-資源需求調研模板》:
左邊項目為不同的項目團隊。項目團隊內部可分為:前端、驗證和后端組。
Step 1:將不同組、每個job所需核數或內存的峰值需求,依次填入中間的“每job峰值核數”和“每job峰值內存”欄目下,負責人填入“團隊負責人”欄目下
例如:每個job需要的峰值核數為10,每個job需要峰值內存為20(據經驗值統計),前端負責人為Andy。
Step 2:在每月欄目下,填入各團隊預期的每月并行最大job數(簡稱:job數)
Job數可根據研發內部統計,也可根據job數=每人最大并行job數*人數進行計算,如團隊并非全程在此項目中,人力還需折算統計。
例如:2022年2-5月,前端團隊每人最大并行job數為1,團隊有50人,均100%投入在此項目中,則填入下表的job數均為:50*1*100%=50。
Step 3:計算各團隊當月峰值算力并相加,得出峰值算力總計(計量單位:核小時)
各團隊的峰值計算公式:每job峰值核數*job數(每個階段計算方式一致)。
例如:2022年2-5月,前端團隊的每job峰值核數為10,job數為50;2月驗證團隊還未開始任務,3-5月,驗證團隊的每job峰值核數為20,job數為25;2-5月,后端團隊還未開始任務。
計算過程如下
前端團隊:2-5月:10*50=500
驗證團隊:3-5月:20*25=500
將各團隊每月算力峰值相加,得到每月項目的算力峰值,計算得出項目各月算力峰值表
《XXX芯片項目-資源需求調研模板》Server一欄的Middle /High 型是用戶自己設定的不同機器配置,后期計算不同機型費用時會用到,跟算力需求計算無關。
不管是小白版算法還是老司機版算法,都是一個月每天全部按峰值需求跑任務的前提下進行計算的。但實際情況下,肯定不需要一直按峰值頂格跑。
我們折算一下:
全月全資源峰值用量:峰值核數*30天*24小時
全月實際用量可能是:峰值核數*22天*8小時
用小白版算法的數據來調整:
6月算力小波峰:后端按30天*18小時估算,驗證按30天*16小時估算;
10月算力大波峰:后端按30天*24小時估算,驗證按照30天*16小時估算。
得出下表,并繪制成相應曲線圖:
灰色曲線為按峰值計算的算力需求
橙色曲線為折算后實際需要的算力
好了,全生命周期算力需求算完了。到了算賬的環節了。
灰色代表當月按峰值頂格算的用量,橙色代表月度實際用量。
綠色代表本地資源,必須按這一階段需求峰值準備,也就是按灰色來準備。買不到峰值,肯定會影響到芯片項目進度。
如果是純本地,就是按綠色這根線買。現金流是必須要動用一大筆的了,采購周期也是必須要考慮的。
按照本文開頭我們某客戶全生命周期月度算力實際用量曲線,波峰、波谷間差距可高達20倍,月調度核時峰值能達到百萬級以上。頂格買……
如果是全云端,就是按橙色這根線花錢。想用就用,不想用就關掉,用了才花錢。現金流逐步平緩支出。
綠色線和橙色線中間的差距(圖中陰影部分),各人可能有各人的體會。
算力資源規劃VS現金流
芯片項目周期VS市場競爭格局
具體怎么權衡和取舍,還是要看企業自己。
一顆芯片設計完整生命周期下,不同階段,不同應用場景,對算力更精細的需求差異,我們相應的推薦和建議,以后再聊。
- END -
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8、云上有些資源很貴,有沒有節約成本的方案?
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11、如何云上保護我們的IP資產?
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上海,深圳這一波疫情橫掃一大片,大批芯片設計公司不得不轉為遠程居家辦公。
而且可以預計的是,受疫情影響時不時需要居家隔離,這可能會成為未來幾年的一種新常態。誰也不知道下一個中招的是誰?
2+2+7+∞,疫情三連殺刀刀致命:
第一殺
居家辦公=停工? 啊這。。。。
家庭接入方式與公司環境存在很大的差異,尤其是安全問題無法保障,風險極高。
VPN接入方式,很多企業根本就沒有,或只準備了少量的VPN資源供遠程使用。
僧多粥少,最多只能保障一部分的研發產出。
家里缺這少那,各種硬件設施,網絡帶寬也都達不到要求,并且短時間內很難擴容。
平時公司里一堆資源還不夠用,現在居家了,難道把工作站搬回家?
或者,像一些芯片制造廠一樣,員工集體入住公司??
大部分人都是:居家辦公=停工。
第二殺
不同城市研發團隊之間隔的是空間嗎?
錯,是王母娘娘啊
不同城市研發團隊之前的經典表演是《八仙過海》,各顯神通;
現在上演的是《我和我的冤種同事們》,隔銀河相望。
越來越多芯片公司都在海內外不同地點設有研發團隊,之前就已經是各自為政,整體混亂,團隊間協同本來就存在問題。
即便有些企業平時采用了site to site的方式打通多地研發環境,保證不同研發團隊協同。可像現在大部分員工無法安全連上研發環境,仍然是協同無效。還在堅持辦公的人成為了一座座孤島。
第三殺
IT大佬們紛紛表示
救救孩子吧
以前IT面對研發經常發出靈魂三問:我是誰?我在哪?我在干什么?
現在更是破大防:研發環境出BUG怎么辦,機器出問題怎么修?
遠程的日子更難了啊,根本沒法干活啊。
如果這時候還要考慮擴容呢?
別讓孩子的日子雪上加霜了吧。
三殺過后。
老板們摸摸錢包,看著流片deadline,快要哭出聲:我菜還沒搶到呢!
不不不,搞錯了。
倒回去重說:我們芯片人絕不認輸。
如果說疫情給困于封城中人們(圍觀群眾估計也受到了驚嚇)的DNA里刻下的兩個字是:囤貨
那么,給芯片設計人集體刻下的應該是:
居家/移動辦公:小時級交付一站式研發平臺,效率持續起飛,甚至還能自動擴容;
多地遠程協同:多地用戶統一認證,平臺項目數據一體化管理,在哪辦公都一樣;
海量資源隨便用,哪里不行換哪里,還有專業IT/CAD服務助力研發需求響應;
流片deadline?沒問題,甚至完全有可能比在公司機房跑得更快。
先看一下我們怎么效率起飛:
一 極速啟動一站式EDA研發云平臺,居家/移動辦公無限制
1、極速啟動一站式EDA研發云平臺,小時級交付,改變用戶傳統周級交付模式
1)管理平臺快速交付:平臺可支持不同用戶的差異化架構需求,可靈活配置自動化部署參數,一鍵配置即可完成云上主管理平臺的部署;
2)EDA應用快速部署:平臺支持運行自動化腳本,可完成用戶所需的EDA工具的安裝、配置等工作。
2、居家/移動辦公無限制
1)支持居家/移動辦公的多種網絡安全接入方式,在保障正常接入的同時也可確保用戶的安全需求;
2)支持多區域部署,靈活匹配居家移動用戶接入點的時延要求,提升用戶的使用體驗;
3)提供云上工作桌面方案,只需一臺家用PC即可接入云桌面進行芯片設計。
3、海量資源,自動化靈活擴容
當某應用任務在特定時期有爆發式算力需求時,平臺可無縫對接云端資源,快速自動調用云資源填補算力缺口。
實現這一點的核心是fastone平臺的Auto-Scale功能,平臺通過該功能實現自動化創建集群的過程,自動監控用戶提交的任務數量和資源需求,動態按需地開啟所需算力資源,在提升效率的同時有效降低成本。
如何理解這一自動化過程?
以上圖為例,橙色曲線為項目A的使用狀況,紅色曲線為項目B的使用狀況。可以看到用戶使用的資源量存在明顯的波峰波谷周期。Auto-Scale功能可以根據任務運算情況動態開啟云端資源,并在波峰過去后自動關閉,讓資源的使用隨著用戶的需求自動擴張及縮小,最大程度匹配任務需求。
當然,用戶也可以選擇自己對最大最小值進行設置,加以限制。
這一方面節約了用戶成本,不需要時刻保持最高峰使用資源,另一方面也最大限度保證了任務最大效率運行。
詳情可戳《EDA云實證Vol.10:Auto-Scale這支仙女棒如何大幅提升Virtuoso仿真效率?》
二 全球部署,云上云下,多地一體化協同管理
針對多個本地設計中心使用計算資源的管理難題,fastone提供了多地協同混合云解決方案,讓異地的設計中心能夠共享多維度的監控指標與豐富的監控界面,具體包括:
◆ 動態資源監控
監控動態開啟集群的性能指標,包括CPU、內存、帶寬……
◆ 單用戶資源使用量評估
統計每個用戶的資源使用情況,避免資源浪費,提高資源使用效率。
◆ 資源使用預警
主動監控集群作業情況,向未合理使用集群的團隊成員發出提醒警示。
◆ 統一管理監控
本地和云端資源使用同一套管理平臺,數據同步管理。
同時,該方案還包含了用戶系統、存儲系統和賬單系統,實現了多地設計中心R&D協同管理,解決了本地資源使用混亂、利用率低的情況。
我們的混合云模式能優先把本地用起來,成為一個統一的云上云下方案。
居家遠程短期適用,考慮未來長遠也適用。
三 全遠程也能跑到流片,IC設計全生命周期一站式覆蓋
用戶能夠通過fastone云平臺實現對IC設計全生命周期一站式覆蓋,全遠程模式也能跑到流片,覆蓋前端仿真、后端驗證、Sign-Off等多個業務場景。
如前端設計要求高任務并發、單線程執行效率、文件I/O元數據密集性、百萬級任務和小文件數據;
后端設計偏重多線程、大內存、運行時間、大文件數據、更多的數據訪問匹配;流片生產側則可能會涉及到大數據和機器學習。
fastone幫助用戶將所需的EDA應用無縫運行在集群環境下,并根據不同類型EDA任務的實際需求采用合適的運行方式。如有些EDA應用支持批處理,可以在云上一次大量跑完;有些應用則需要交互,fastone平臺支持通過圖形化界面或命令行進行處理。
同時,fastone還可以調度云端不同的實例類型,讓應用能夠在適合的配置環境下跑,大大提升任務效率。
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EDA上云歷史
云計算技術的發展始于2006年,亞馬遜推出了Elastic Compute Cloud(EC2)服務,隨后微軟、谷歌等公司也相繼推出了自己的云計算服務。隨著云計算技術的成熟和普及,越來越多的企業開始將應用程序和數據遷移到云上,以降低成本、提高效率、增強安全性和靈活性。
而EDA技術則是為電子設計而生的自動化軟件,早期的EDA軟件通常需要在本地安裝和運行,需要大量的計算資源和存儲空間。隨著芯片設計日益復雜,設計工作量不斷增加,傳統的本地化EDA軟件已經無法滿足需求。
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隨著云計算技術的不斷發展和成熟,越來越多的EDA軟件供應商開始提供基于云的設計工具和服務,這些服務可以幫助設計團隊更高效、更安全地進行芯片設計和驗證,同時降低了企業的硬件和軟件開銷。因此,EDA上云已經成為電子設計行業的一種趨勢和必然選擇。
EDA上云趨勢及優勢
綜上所述,EDA上云具有高效性、靈活性、成本效益、安全性和全球化等多重好處,可以更好地滿足企業不斷變化的業務需求。隨著云計算技術的發展和普及,EDA上云被認為是未來的趨勢。
EDA上云存在問題
雖然EDA上云有很多優點,但也存在一些缺點:
EDA上云有幾種模式
在EDA上云的實踐中,通常存在以下幾種上云模式:
以上四種上云模式各有優缺點,企業可以根據具體的需求和業務場景進行選擇。
以上就是本篇的關于EDA上云的前生今世,雖然目前EDA上云還有一些問題,但是未來上云確實是EDA行業的大趨勢。
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- END -
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速石科技EDA云平臺助力半導體企業解決三大問題,讓研發人員更專心做設計,幫助IT人員更好地管理資源,滿足復雜企業場景需求,最終縮短項目周期,提高公司競爭力。
用戶在云端可選擇的計算資源有數百種,配置、價格差異極大。fastone云平臺會根據用戶的EDA應用需求推薦最適配的資源。同時,還可根據特定用戶需求自定義EDA Flow,規范化EDA作業流程,加速EDA多任務的調度。
傳統IT模式下,通常都是先構建一個固定規模的集群,然后提交任務,當全部任務結束后再關閉集群。而當一個數千核的集群創建完成之后,在手動配置的時間里,所有機器一直都處于開啟也就是“燒錢”的狀態。當任務結束后還需要手動下載數據、關閉集群,任務完成時間很可能難以預測。
而fastone云平臺實現了整個過程的完全自動化,只需點擊幾個按鈕,5-10分鐘即可開啟集群,并在任務結束后自動關機。平臺的Auto-Scale功能可以自動監控用戶提交的任務數量和資源需求,動態按需地開啟所需算力資源,在提升效率的同時有效降低成本。所有操作均自動化完成,無需用戶干預。同時還可根據不同的用戶策略,自動完成最優調度。
fastone云平臺與各大公有云廠商都有合作,可滿足用戶對海量云端算力的彈性需求。基于Serverless框架構建靜態和動態資源池,屏蔽底層IT技術細節,實現用戶對本地和公有云資源的無差別訪問。
速石科技擁有EDA應用適配、雙層智能調度、Auto-Scale自動伸縮、多云算力、靜態/動態集群、Slurm/LSF/SGE/PBS多調度器集成、Flow自定義等核心技術。
速石科技支持主流EDA廠商工具,比如Innovus、Spectre、HSPICE、OPC Proteus、Calibre、VCS、Xcelium、PT 、StarRC 、Tmax2 、Skipper、ALPS等等。
速石科技已經對接了眾多主流云廠商的API,可以用統一的方式方法完成EDA應用在云上自動化部署,簡化用戶使用云資源的方式,降低學習成本,幫助用戶高效地用好云。
半導體行業公司大多擁有跨幾個不同地區的研發部門,海內外聯合辦公也是常見場景。各地研發部門往往各自擁有本地服務器,這對于IT管理人員來說已經相當令人頭大。如果再加上公有云,甚至多云場景,企業場景十分復雜。速石科技基于多區域本地和公有云環境靈活部署及交付,滿足多本地和多云端IT自動一體化管理。
速石科技為一家IC設計公司的24個HSPICE任務在優化任務拆分方式后,云端調度1920核計算資源,將一組超大規模計算任務的計算周期從原有的30天縮短至17小時即可完成,效率提升42倍。同時平臺自動化部署可大幅節省了用戶時間和人力成本。
一家大型IC設計公司通過fastone平臺于云端調度5000核計算資源運算Synopsys OPC(光學臨近修正)任務,效率提升53倍,相當于從1個月縮短到13.8小時,峰值時任務不排隊,提升研發效率。fastone統一管理運營幫助IT人員提高管理和運維能力,加強了R&D與IT的溝通協作。
在本次大會上,中國半導體行業協會集成電路設計分會理事長、清華大學微電子所所長魏少軍指出,2020年我國芯片設計企業共計2218家,同比增長了24.6%。但中國芯片設計業的發展與需求相比還存在很大差距,“需求旺盛、供給不足”仍將是我國集成電路面臨的長期挑戰。而隨著制程的演進,IC設計對于算力的要求指數增長,傳統IT模式無法有效滿足IC設計的需求,企業正面臨算得貴、算得慢、不靈活、難管理等一系列問題。
速石科技從應用出發定義云,為IC設計與芯片Foundry廠商提供一站式EDA云平臺,優化EDA應用運行效率,提供多本地及多家云資源的算力運營與智能調度服務,滿足本地和云端IT自動化/一體化管理,助力半導體企業實現降低成本,提升研發效率,加快市場響應速度等目標。
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fastone EDA云平臺的落地場景:
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