根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會IC設(shè)計分會的數(shù)據(jù)，2021年中國大陸有2810家芯片設(shè)計企業(yè)，同比增長了26.7%，廣泛分布在消費電子、汽車、智慧城市等多個行業(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)計能力匱乏等問題。盡早實現(xiàn)芯片流片是企業(yè)實現(xiàn)生存發(fā)展的關(guān)鍵一環(huán)。要及時將產(chǎn)品交付客戶，設(shè)計效率至關(guān)重要。

{如何提升設(shè)計效率？}

從前端設(shè)計到后端設(shè)計再到制造，我們以算力需求為出發(fā)點提取出了以下幾個關(guān)鍵詞：

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

以一個為期18月的芯片設(shè)計為例，涉及前端，驗證，后端三個周期：

前4周，只涉及到前端布局以及架構(gòu)，對算力需求不高，因此月度需求較少。從第5個月開始，前端，驗證，后端均開始工作，算力開始逐步提升。第11個月達(dá)算力小高峰。第16個月達(dá)算力最高峰，月度調(diào)度峰值達(dá)到百萬級核時以上；算力波峰和波谷的核數(shù)差距在20倍以上。算力在第16個月達(dá)到最高峰后，迅速下降。

當(dāng)業(yè)務(wù)增長進(jìn)入高峰期，自建資源需要升級本地資源來應(yīng)對業(yè)務(wù)高峰，隨著增長放緩，運維成本逐漸凸顯，資源閑置成本依然居高不下。

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

由于近年的疫情，很多芯片設(shè)計公司轉(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，多地域團(tuán)隊協(xié)同辦公時

部署需求復(fù)雜。

{北鯤云EDA解決方案亮點}

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

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

多地域資源調(diào)度防止Job Pending

對SLURM開源集群調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā)：一個SLURM集群可同時使用多個地域的資源；按照設(shè)定的優(yōu)先級進(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，再運行任務(wù)，如salloc –N 100 –p c-32-2 –t 1-00:00:00 鎖定100臺32核64G資源，鎖定期為1天

隊列集(partition-set)支持大規(guī)模資源使用

在大規(guī)模資源調(diào)度的場景如千臺規(guī)模時，單個實例類型(隊列)容易缺貨導(dǎo)致調(diào)度失敗，北鯤云對SLURM進(jìn)行二次開發(fā)，實現(xiàn)隊列集功能，可在一個Job中指定多個隊列按優(yōu)先級調(diào)度資源

資源彈性溢出與調(diào)度

在絕大部分場景下，用戶無需關(guān)注資源本身，只需要提交作業(yè)，平臺會自動根據(jù)作業(yè)申請的資源數(shù)量，自動彈性申請云上資源，并在作業(yè)結(jié)束后5分鐘自動釋放資源

北鯤云平臺通過了等保三級、GDPR等多項安全認(rèn)證，在EDA場景中，可以通過建立多個VPC，利用ACL網(wǎng)絡(luò)控制策略來管理接入子網(wǎng)、管理子網(wǎng)、計算子網(wǎng)、存儲子網(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)隊協(xié)同辦公時，北鯤云可以為各地團(tuán)隊按需調(diào)用距離最近的云上資源，一個地域資源不足時，可以靈活地切換至臨近地域地域，保障資源高可用性。

舉個例子：

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

兩個計算區(qū)之間的數(shù)據(jù)可以互相通過如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地域使用；在某個地域中斷的情況下，可以臨時回退到另外一個地域做設(shè)計與仿真工作。

03

{EDA上云已成為行業(yè)趨勢}

三種方案助力企業(yè)無憂上云

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)計與仿真一體云平臺

幫助企業(yè)更有效的控制成本，適應(yīng)多樣化的辦公場景需求

方案三：EDA設(shè)計仿真多地域協(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，

國內(nèi)某芯片設(shè)計企業(yè)存在以下業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)：

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

原有云上解決方案嚴(yán)重改變了芯片設(shè)計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

原有云上資源價格偏貴，成本控制不靈

北鯤云方案幫助企業(yè)深度整合無感化上云

本地建立專門的上云節(jié)點，用于仿真數(shù)據(jù)自動同步

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)計工程師僅需切換環(huán)境變量即可無感化上云

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。

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