根據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)IC設(shè)計(jì)分會(huì)的數(shù)據(jù)，2021年中國(guó)大陸有2810家芯片設(shè)計(jì)企業(yè)，同比增長(zhǎng)了26.7%，廣泛分布在消費(fèi)電子、汽車、智慧城市等多個(gè)行業(yè)。

這些企業(yè)大多為中小微企業(yè)，且大多面臨人手短缺，設(shè)計(jì)能力匱乏等問題。盡早實(shí)現(xiàn)芯片流片是企業(yè)實(shí)現(xiàn)生存發(fā)展的關(guān)鍵一環(huán)。要及時(shí)將產(chǎn)品交付客戶，設(shè)計(jì)效率至關(guān)重要。

{如何提升設(shè)計(jì)效率？}

從前端設(shè)計(jì)到后端設(shè)計(jì)再到制造，我們以算力需求為出發(fā)點(diǎn)提取出了以下幾個(gè)關(guān)鍵詞：

同時(shí)我們分析了各個(gè)階段的需求，總結(jié)了幾個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)面臨的難題：

以一個(gè)為期18月的芯片設(shè)計(jì)為例，涉及前端，驗(yàn)證，后端三個(gè)周期：

前4周，只涉及到前端布局以及架構(gòu)，對(duì)算力需求不高，因此月度需求較少。從第5個(gè)月開始，前端，驗(yàn)證，后端均開始工作，算力開始逐步提升。第11個(gè)月達(dá)算力小高峰。第16個(gè)月達(dá)算力最高峰，月度調(diào)度峰值達(dá)到百萬(wàn)級(jí)核時(shí)以上；算力波峰和波谷的核數(shù)差距在20倍以上。算力在第16個(gè)月達(dá)到最高峰后，迅速下降。

當(dāng)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)進(jìn)入高峰期，自建資源需要升級(jí)本地資源來(lái)應(yīng)對(duì)業(yè)務(wù)高峰，隨著增長(zhǎng)放緩，運(yùn)維成本逐漸凸顯，資源閑置成本依然居高不下。

前端設(shè)計(jì)中涉及到高敏感數(shù)據(jù)，需要非常高的安全級(jí)別，后端的網(wǎng)表安全級(jí)別較低但對(duì)資源要求較高。

由于近年的疫情，很多芯片設(shè)計(jì)公司轉(zhuǎn)向居家辦公。線上線下的協(xié)同也成了一大難題。多團(tuán)隊(duì)，多地域團(tuán)隊(duì)協(xié)同辦公時(shí)

部署需求復(fù)雜。

{北鯤云EDA解決方案亮點(diǎn)}

彈性算力，本地計(jì)算資源不足時(shí)，靈活的將作業(yè)溢出到云上，云上計(jì)算資源多樣，支持大規(guī)模并行，線性加速比，深度整合EDA軟件特性，提供不改變?cè)O(shè)計(jì)師操作習(xí)慣的上云體驗(yàn)。

北鯤云針對(duì)傳統(tǒng)部署模式無(wú)法滿足算力的波峰波谷彈性需求的問題，充分發(fā)揮平臺(tái)在資源管理和調(diào)度方面的優(yōu)勢(shì)。使出以下四招：

多地域資源調(diào)度防止Job Pending

對(duì)SLURM開源集群調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā)：一個(gè)SLURM集群可同時(shí)使用多個(gè)地域的資源；按照設(shè)定的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行資源調(diào)度, 防止由于單地域資源不足導(dǎo)致的Job Pending

指定周期鎖定資源（Pre-alloc）防止Job Pending

用戶也可以使用SLURM命令提前鎖定資源，在資源鎖定成功后，再運(yùn)行任務(wù)，如salloc –N 100 –p c-32-2 –t 1-00:00:00 鎖定100臺(tái)32核64G資源，鎖定期為1天

隊(duì)列集(partition-set)支持大規(guī)模資源使用

在大規(guī)模資源調(diào)度的場(chǎng)景如千臺(tái)規(guī)模時(shí)，單個(gè)實(shí)例類型(隊(duì)列)容易缺貨導(dǎo)致調(diào)度失敗，北鯤云對(duì)SLURM進(jìn)行二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)隊(duì)列集功能，可在一個(gè)Job中指定多個(gè)隊(duì)列按優(yōu)先級(jí)調(diào)度資源

資源彈性溢出與調(diào)度

在絕大部分場(chǎng)景下，用戶無(wú)需關(guān)注資源本身，只需要提交作業(yè)，平臺(tái)會(huì)自動(dòng)根據(jù)作業(yè)申請(qǐng)的資源數(shù)量，自動(dòng)彈性申請(qǐng)?jiān)粕腺Y源，并在作業(yè)結(jié)束后5分鐘自動(dòng)釋放資源

北鯤云平臺(tái)通過(guò)了等保三級(jí)、GDPR等多項(xiàng)安全認(rèn)證，在EDA場(chǎng)景中，可以通過(guò)建立多個(gè)VPC，利用ACL網(wǎng)絡(luò)控制策略來(lái)管理接入子網(wǎng)、管理子網(wǎng)、計(jì)算子網(wǎng)、存儲(chǔ)子網(wǎng)，使用雙通道的安全網(wǎng)絡(luò)隔離手段，打造網(wǎng)絡(luò)隔離安全區(qū)，保障數(shù)據(jù)安全。

多地域團(tuán)隊(duì)協(xié)同辦公時(shí)，北鯤云可以為各地團(tuán)隊(duì)按需調(diào)用距離最近的云上資源，一個(gè)地域資源不足時(shí)，可以靈活地切換至臨近地域地域，保障資源高可用性。

舉個(gè)例子：

在廣州VPC構(gòu)建EDA廣州計(jì)算區(qū), 并將廣州VPC同北京VPC通過(guò)云連接CC打通，此時(shí)云超算平臺(tái)本身無(wú)需在廣州地域重新部署，一套系統(tǒng)可管理多個(gè)地域的計(jì)算集群（北鯤云超算平臺(tái)支持跨地域雙活）。

兩個(gè)計(jì)算區(qū)之間的數(shù)據(jù)可以互相通過(guò)如rsync進(jìn)行備份，既可以確保數(shù)據(jù)安全，也能做到某地域中斷后可在另一個(gè)地域使用；在某個(gè)地域中斷的情況下，可以臨時(shí)回退到另外一個(gè)地域做設(shè)計(jì)與仿真工作。

03

{EDA上云已成為行業(yè)趨勢(shì)}

三種方案助力企業(yè)無(wú)憂上云

方案一：EDA仿真上云

解決峰值需求下本地算力不足的問題

方案二：EDA設(shè)計(jì)與仿真一體云平臺(tái)

幫助企業(yè)更有效的控制成本，適應(yīng)多樣化的辦公場(chǎng)景需求

方案三：EDA設(shè)計(jì)仿真多地域協(xié)同

一地部署，多地資源調(diào)度管控，效率與管理兩手抓

以混合云為例，

國(guó)內(nèi)某芯片設(shè)計(jì)企業(yè)存在以下業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)：

本地集群無(wú)法在業(yè)務(wù)高峰期（年底、年中）滿足仿真計(jì)算需求，作業(yè)排隊(duì)情況嚴(yán)重

原有云上解決方案嚴(yán)重改變了芯片設(shè)計(jì)工程師線下操作方式，降低了工作效率

云上資源調(diào)度策略不靈活，導(dǎo)致Job pending，影響仿真工作穩(wěn)定

原有云上資源價(jià)格偏貴，成本控制不靈

北鯤云方案幫助企業(yè)深度整合無(wú)感化上云

本地建立專門的上云節(jié)點(diǎn)，用于仿真數(shù)據(jù)自動(dòng)同步

將云上資源與virtuoso軟件ade_L、ade_XL、maestro等提交作業(yè)方式深度整合，芯片設(shè)計(jì)工程師僅需切換環(huán)境變量即可無(wú)感化上云

LSF-Slurm Wrapper讓工程師按原有命令習(xí)慣提交作業(yè)，不改變操作習(xí)慣，降低使用成本

多地域資源調(diào)度保證了業(yè)務(wù)高峰能夠預(yù)留、隨需調(diào)度充足的計(jì)算資源

北鯤云作為Cloud-HPC的先行者，致力于將技術(shù)、工程融合于科學(xué)中釋放科研人員精力。為大家搭建數(shù)字化全流程研發(fā)平臺(tái)。

我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了更加全面的北鯤云EDA行業(yè)解決方案，歡迎添加大魚了解詳情！

審核編輯 黃昊宇