克服扩展的极限

半导体工程坐下来讨论的越来越依赖于体系结构的选择改进,性能和地区,公司的首席执行官NetSpeed系统;查理Janac,董事长兼首席执行官Arteris;的首席执行官治之;负责市场营销的副总裁约翰•Koeter IP和原型Synopsys对此;顾问节奏。以下是摘录的谈话。

SE:当我们移动到10 nm和7海里,我们不能仅仅依靠设备扩展了对权力/性能改进。你认为未来的大问题,我们如何解决这些问题呢?

密特拉:异质性SoC设计将继续增长。我们开始有大的计算引擎,做了一件事。soc,我们是混合和匹配,把整个系统芯片上。你如何分析异质性吗?如何设计有效的异质性?你使用相干或非相干性的系统吗?你是否正在寻找汽车或物联网,你看不同种类的数据和实时决策非常快。在架构层面,它是什么,我们已经让这些设计我们做快,验证和生产准备好了吗?这些都是被问的问题。

Janac:建筑变化不只是由技术驱动,虽然。他们也受功能和应用程序。过去,半导体行业建立芯片和人们会计划。现在,很多主要的设计是由软件商业模式的演变,因此,硬件设计软件。和soc的组装知识产权,而不是从头开始定制设计。所以可能有几个街区,定制差异化,但其余的组装从预制块。这是一个转变。另一个重大转变是大型oem厂商开始设计自己的芯片。这些都是在不同的经济约束比由半导体公司。半导体行业的成本是一个重要的参数。在OEM的世界里,你可以吸收一些硅成本的软件业务收入模型。连二线厂商正在考虑这样做。

Davidmann:最大的挑战之一,无论是同类或异类,是确保软件架构师能够交付。所有部分都是由软件。问题是你如何得到模型的设计周期中尽早能够探索的是如何工作的。所以你可以把一个大的处理器,这是一个标准的一部分,但你可能想要稍微不同。你必须得到软件启动和运行几乎在你致力于硅。仍然让架构师能够移动它。你不想加载软件,找出你真正需要八个核心但你只有六个。

Koeter:从一个架构层面,系统级的性能是一个大问题。能够模拟处理器通过互连和内存接口,以及处理缓存一致性问题,整体性能是至关重要的。还在架构级别是至关重要的优化和管理。这是两件事是非常重要的。传统上一直用Excel电子表格。我们看到越来越多的被完成了SystemCTLM模型,我们提供的工具和基础设施,以及能够模型的功率和性能在实际流量。

再生草:最大的挑战是软件的复杂性。它甚至变得难上加难——海盗与硬件相对困难。有机会为你吸更多的异构集成到一个芯片,但有限制甚至可以吸收多少东西。所以人们正试图使系统更加完整,这意味着更快、更有能力。它可能会增加cpu的数量或使用不同的硬件引擎。有大量的晶体管扔在一个问题,这将是真正的几年。我们有了更多的问题如何获得有用的经验的晶体管。很容易扩大如果你只是把更多的内存带宽的问题。在大多数芯片内存的增长超过了逻辑的发展,部分原因是很难设计逻辑。所以你添加越来越多的性能通过内存。 The challenge there is how you bring more and more memory on chip. On top of all of that, there are new approaches such as神经网络深度学习,和其他种类的机器学习,改变游戏的性质,甚至是什么软件。你不计划。你训练它。这是一个完整的翻天覆地的变化不仅在你怎么做它,但也用它。补充的问题,“你如何亚微米设计过程生产的存在吗?多远你提升验证任务所以你不处理功能正确性呢?”

SE:这里的关键特征是什么?这是最好的处理器的设计吗?上市时间吗?它是成本吗?

密特拉是的,所有的人。

Janac:但这不是所有人都在同一时间。所以你处理所有这些标准在设计空间。我正在跟一个半导体公司,他们说,如果他们接近设计像一个OEM会破产。OEM大芯片大约是30%,但OEM不在乎。这取决于市场。如果您正在构建一个芯片的数据中心,你不在乎他的区域。如果您正在构建一个低成本消费SoC,权力是重要的。

密特拉:这是所有特定于应用程序的定制。与每个应用程序在一个数据中心,是否移动,调整优化。

Koeter:肯定有变化的速度可以让你的处理器运行。过去的主要基准,并与服务器和云,它仍然是关于性能。但剩下的市场的成本,这是适用于每一段。那么如何让芯片较小和较低的权力和得到它到一个便宜的包中。

再生草:和更快地推向市场。

Koeter:是的,当然。

再生草:这是一个有趣的二分法之间的新兴系统OEM,谁是现在集成芯片的硅和看成本的材料清单。他们不太敏感的成本问题和更敏感的功能。获得降低成本一直是最大的困扰传统半导体公司之一,但它不同当你做它内部和比较平面屏幕电视的成本。你会节省50美分模具成本如果你有市场更可靠的或更好的特性或更多的电池寿命。答案是否定的。如果你去一个传统的半导体公司,不过,50美分是一大笔钱。

Koeter:早在1微米的日子,人说硅是免费的。我们到16/14/10nm,硅还不是免费的。芯片设计工程师榨取每一门的。他们应该。如果你在说16/14nm,你可以敲一平方毫米芯片,你可能会敲门,在粗略的数字15美分到20美分的成本你的筹码。这是重要的。

Janac:在20 nm, 1毫米²是高容量大约10美分。

SE:我们有一些新的因素,过去从来没有进入设计。一个是安全。第二个是更大的可靠性,这就意味着7到10年的汽车和15年的工业。体系结构如何影响呢?

Janac:视情况而定。我们有一些客户认为硅是一次性的。如果你想安全与韧性卖给这些客户,你不会很远。另一方面,如果你有一个像一个自动化的关键任务系统汽车驾驶员辅助,这些担忧是非常重要的。成本不是汽车的主要参数,即使他们总是想要最低的价格。目前,汽车要快于消费,所以它得到了很多消费者。但这取决于你是否在任务关键型半导体还是你在年底一次性结束,或介于两者之间。

Davidmann:安全不仅仅是芯片架构。系统架构。人们设计东西放进了硅,这样他们就可以让软件放东西在筒仓和隔间。不仅仅他们使用硅的架构。他们把东西变成完全不同的地方,所以如果你进入你不能进入另一个领域。

Koeter:在一个芯片级别,你必须有一个硬件根的信任,使可信执行。你必须能够唯一地标识,硅,验证,确定密钥管理。所以你有一个安全周长?专用硬件根的信任吗?或者你添加一个扩展在你的硬件,增加了一些安全?我们这样做。手臂有类似。

Davidmann:如果你真的想要安全,你必须自底向上设计。我们有一个客户设计自己的指令集。这并不门出去,因为他们很担心维护它是如何工作的。一切都取决于此。

密特拉:在安全方面,它是一个系统级的解决方案,需要硬件的信任。但它必须是软件与硬件工作使它一个非常安全的系统。另一件事是,当你看汽车市场,安全是一个实时的决定。你需要做出快速的决定。在物联网和云计算,可以稍晚的决定。所以安全响应时间几乎是瞬时的。您需要了解是否这是一个威胁。回答你的问题的另一部分关于可靠性或弹性,在架构级别所能做的就是添加redundancy-making肯定有误差修正,例如。另一边是后端。如何实现冗余? Will that impact the architecture going forward? Perhaps, because you have design parts that are military grade from a circuit level, and you are wondering why no one took care of these issues at a much higher level. Some customers will pay for it because there is overhead to designing chips for 10 years.

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