能力评估:早期预警系统还是假警报?

半导体工程坐下来和一个大型的专家小组讨论权力的状态估计和发现如果当前水平的精度足以能够做出明智的决定。小组成员包括:技术营销主任秀斯利都在物理设计小组手臂;高级副总裁兼总经理维克Kulkarni的RTL电力业务有限元分析软件;约翰·雷德蒙副技术总监和低功率团队领导博通公司;克里希纳Balachandran、产品管理总监节奏;Anand艾耶,产品营销主管Calypto;让-玛丽•深色,仿真产品营销主管导师图形;约翰内斯·斯塔尔,成型的产品营销总监Synopsys对此副技术总监和Shane史堤玛电力和可靠性解决方案专家。在第一部分小组成员讨论了当前状态的估计。以下是摘录的谈话。

SE:权力成为一个主要的设计问题和EDA工具如此对待它吗?

Schuth:这绝对是一个主要的设计考虑某些类型的设计。gpu它不容忽视,是限制因素。它必须是我们必须去处理模拟获得必要的结果。一些设计师的责任必须找出向量需要测试,他们在做一个引导,什么类型的执行,应用程序代表他们的最坏情况。在EDA领域需要解决如何更快地通过工具。

Kulkarni:10或15年前,你会看着时间性能作为首要标准。如下你20 nm事情变得相互关联,它变成了一个multi-physics问题。权力产生噪音,影响时间,影响力量。它是圆形的。16岁和14 nm我们看到更多的东西是相互影响。例如,一个汽车客户是做设计制造噪声峰值在65 mhz,调频波段内的信息娱乐系统。在RTL力量评估架构,他们找到了一个热点,这使他们找到一些建筑问题。他们把一些浮点计算转化为定点,这减少了噪声频谱20分贝。这就是点可以连接。我们也看到在10纳米,芯片上的静电是一个更大的问题。电迁移是另一个问题。它也涉及权力问题。这就是为什么它不是事后产生的想法。你必须思考的力量,不仅从预算的观点,但从建筑的影响。

深色的许多组织内部:它是一个挑战。当你思考的力量,它通常是硅。当你想到引导现场运行的操作系统和应用程序,你必须讨论仿真,操作系统,软件组。这使得公司的不同部分相互交谈。这正在发生,因为他们需要,但它不是微不足道的。
Balachandran:热的影响也很重要。热不是一个孤立的芯片问题。这是一个系统问题。你有包、董事会、芯片和一个可以影响其他。DAC主题我们听说谷歌将解耦限制他们的芯片的隐形眼镜。他们不得不把它放在芯片,不是10 nm或任何高级节点的过程。这是一个非常小物联网类型的应用程序,必须以非常低的成本。我们看着每芯片成本的2或3美分。这里的问题不是multi-physics,但这并不意味着权力并不重要。权力就是一切这些设备,因为你必须使用环境能量。如果你不能准确的测量,如何优化?精度必须继续从开始到结束的流程。做什么如果探索不够好,你必须有相关结果从开始到结束。这是不限于高级节点。是很重要的,可能更复杂,但同样适用于年长的几何图形。

斯特尔:重要的是要考虑设备的类型。你可能有一个设备,调到一个或两个任务几乎没有变化的软件,它可能会运行或你可能有大量的应用软件,可以被应用到设备。即使使用模拟,你只能做这么多。这就是为什么建筑师不得不开始在高层次抽象表示和探索所有的变化,发现的误差范围,做出决定缩小设计范围。其中的一些可以在以后重新运行过程中测量实绩。

Kulkarni:我们都面临的另一大挑战是,设计师创建功能testbenches和EDA供应商我们使用它作为一个起点。这是根本性的缺陷。两人走在黑暗的小巷,一个是找什么东西似的。另一个人问他在找什么。他说他丢了他的钥匙。他然后问他是否失去了他们这里,,另一个说,‘不,我失去了在那里,但是我因为有光。“功能向量的光。我们正在努力做动力分析和优化功能向量。关键是我们还没有发明自动功率模式生成(APPG)。

艾耶:这就是为什么你需要一个手电筒。

Kulkarni:设计工程师可以从功能向量来发现问题,但它并不是唯一应该被关注。没有一个APPG论文已经发表。这是一个很难解决的问题。你怎么能把芯片放到一定的模式,这可以锻炼各方面的峰值功率,闲置,功能性力量,等等?这是一个巨大的机会。当然,您可以使用功能向量进行验证和其他类型的分析。

史堤玛:我们不断寻找地方获取数据。仿真是一个地方。Linux引导——这是一个好地方。RTL模拟是另一个地方。你真的是一种理解,活动后被生成。你看它如何可以测量,如何收集数据,你指向你应该运行的模拟矢量,或蒸馏到一些轻重量如切换项驱动功率预测。你也寻找持续的权力在某些情况下,和热影响的一个方面。其他类型的芯片故障来自快速功率的改变和理解这部分电路可能产生最高dI / dt可能是重要的。传统上我们将运行速度非常高的活动,这样我们可以看到潜在的峰值功率,然后找出哪些需要解决。

斯特尔我一直听到在移动领域是公司聚集到场景中,和他们都聚集到30或40场景,试图描述和试图把这些通过整个设计流程。他们可以使用在建筑研究中,仿真——但是他们确保他们介绍这些场景和重用结果从先前的硅和将它们应用于下一代架构。你必须收集数据,包括来自硅谷的数据。

SE:电子表格是足够的电力预算吗?

雷德蒙:不,我不满意的电子表格,但这是我们必须做的事情。我们需要早期功率估计PMU上浆,热能和包装。我们必须有早期的数字。我们今天做的方式是通过电子表格。应该有更好的出路。新芯片,我们可以打30%。设计迭代可以得到大约10%到20%。

史堤玛:这可用于芯片预算流程,然后就锁在他们吗?

雷德蒙:我们进行基于用例的权力。设备可能在做什么?如果它是一个电话,你听音乐多长时间,花多少时间说话,多少时间上网,在玩愤怒的小鸟玩多久?然后我们找出这些用例的能量,然后攻击的主要消费者。对于一个机顶盒,用例是什么?确定大部分的能源花费和攻击那些第一- 30%是不够好。但是所花费的工作量是准确的高。

深色的当你有新的IP什么?

雷德蒙:创建一个风险更高。

史堤玛:你总是与更新的风险更高知识产权。尽可能多的你想认为准确性是连续在整个过程中,如果你看看逻辑合成,例如,它常常决定应该使用Vt类问题解决时间问题。它不会算出来,直到你进入物理设计和实现。如果你做了错误的假设Vt类的要选择它可以改变从动态功率控制泄漏或者反过来主导。这就是为什么它必须是一个连续体,因为你不断得到更准确的办理流程。

深色的:好像是转向动态,尤其是finFETs,提供更好的控制泄漏。

Balachandran:减少力量的艺术涉及到dI / dt的挑战。当你拥有权力开关的设计,你会把它关掉,然后打开它,有一个冲击电流。你必须做一个dI / dt分析确保斜坡不是如此之快,它将破坏芯片或创建一个巨大的IR降在另一个地区。甚至低功率实现需要精确的分析和使用,设计如何将插入电源开关,它们是如何链接,如何你要叫醒他们,以什么顺序——这些决策是关键。这是一个speed-versus-power权衡。快速增加意味着更多的电流,如果你吸收更多的电流来管理风险和可靠性的影响。将电路的行为管理的权力需要详细的分析。

斯特尔:我为什么会回来我爱电子表格不同的原因。他们是改变的起点方法。那些已经接受了一项新技术简单的电子表格的值,这些值附加到一个模型。然后他们执行模型的性能仿真。电子表格是重要的知识和作为捕获机制在未来它将被捕获在一个不同的环境,所有的价值观成为动态和执行用例。如果没有IP块的先验知识,没有方法,因为它始终是自下而上的。