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由人工智慧驅動的設計應用
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晶片製造商如何迎戰設計複雜性並加速創新？
在這個由AI驅動的普世智慧(Pervasive Intelligence)時代，我們的矽晶片和系統客戶面臨著前所未有的壓力，需要提供不斷增加的運算效能來訓練基於大型語言模型(LLM)的AI系統，以因應每六個月就翻倍成長的需求。此外，他們還面臨著實現永續運算(sustainable computing)的挑戰，即在提升效能的同時提高電源效率。傳統上所仰賴的摩爾定律(Moore’s Law)已經無法滿足需求，因為近期的製程節點轉換已不再持續帶來人們期待的2倍效能、功耗和面積(PPA)提升。
我們在這個十年的尾聲將朝向兆級電晶體系統邁進，而預期中的半導體人力短缺，加上設計複雜性不斷增加，使得相關挑戰更形複雜。令人驚訝的是——與這些趨勢相反，半導體創新的步伐正在加速。
只要看看最近AMD和NVIDIA在台北國際電腦展(Computex)的發表內容便可見一斑。這些主要的晶片製造商不僅展示搭載數千億個電晶體以及更快、更密集的記憶體，並可應用於最先進製程節點的全新AI處理器，同時也強調了其創新速度的提升。儘管複雜性不斷增加，新型AI處理器的產品更新週期卻從18至24個月縮短到12個月。
人工智慧晶片設計趨勢
新型AI處理器每年一次的更新節奏是如何實現的？新思科技(Synopsys)在其中扮演著促成多項要素的核心角色。讓我們來仔細探索。
- AI驅動的EDA：EDA軟體是研發流程中，從架構設計、驗證、實作與製造每一步驟的關鍵賦能技術。過去十年來，新思科技透過獨特的超融合(hyper-convergence)方法，在全端EDA工具中實現了越來越高的自動化水準。我們首開先河，在全端EDA中結合人工智慧以提升設計流程的自動化程度，從而推動工程生產力和矽晶片品質逐步提升。而Synopsys.ai™套件包含AI驅動的優化、資料分析和以LLM為基礎的生成式AI，具有精湛的工具引導和附加生成等協作能力，在加速數位、類比、3D設計、驗證和測試等整個EDA流程的週轉時間，成效顯著。
- 加速運算：除了在產品中融入AI功能，我們還透過重寫工具以利用加速運算的優勢協助客戶節省大量時間。運用GPU和CPU + GPU架構來驅動計算密集型的EDA工作負載，可以在設計、功能驗證、電路模擬、運算式微影等方面提供顯著的(10倍到15倍)運行時間速度提升。而加速運算對於處理大型類比電路(如記憶體)的客戶尤其具有吸引力。
- 通過矽晶認證的IP：運用這些值得信賴、通過矽晶認證的IP，我們的客戶在生產力方面也實現了大幅的成長。透過整合新思科技廣泛的高品質IP產品組合，客戶可以將有限的工程資源集中在差異化功能上，整合最新產業標準的同時也精簡設計過程。最近的一個例子是我們全新的完整解決方案Synopsys PCIe 7.0 IP，針對AI工作負載對現代資料中心創造的大規模資料傳輸需求，該解決方案可實現頻寬增加以及延遲降低等關鍵效能提升。
- 多晶粒設計：從單晶粒設計演進至模組化、基於小晶片的設計，讓兆級電晶體系統中的全新先進功能可快速進行整合，也是多項優勢之一。新思科技正以可擴展的全方位EDA和IP解決方案推動產業轉型，從單一SoC轉向多晶粒設計、從矽晶片到系統，包含我們全新推出的AI驅動3D設計空間優化，以最大化結果品質並加速異質整合。
新思科技參與2024年設計自動化會議(DAC)
日前在設計自動化會議(Design Automation Conference, DAC)中，我們展示了新思科技在促進半導體生態系統創新方面所扮演的重要角色。這包含我們在全球領先的晶圓廠中，針對EDA流程和晶片IP進行預先驗證(pre-verify)等各方面廣泛的努力。日前，我們宣布新思科技AI驅動數位和類比流程及IP已通過三星的先進SF2 GAA製程認證。以下是最近發布的相關內容：
英特爾(Intel)晶圓代工廠新聞稿：由Synopsys.ai™ EDA套件驅動的可量產(production-ready)多晶粒參考流程，以及Synopsys IP針對英特爾(Intel)晶圓代工廠的EMIB先進封裝技術，現已可供使用。
總結：在這個高度複雜且競爭激烈的環境中，晶片和系統公司正在努力尋找一切可以優化其產品、降低設計風險和加速上市時間的優勢。新思科技在這些生態系統夥伴的成功中扮演了至關重要的角色，我們將繼續運用我們的開創精神，提供能夠最大化客戶研發能力的解決方案，以幫助他們實現遠大的目標，並推動普世智慧的時代向前發展。