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行业概述

随着芯片制程的不断发展,半导体设计与制造的复杂度呈几何级数增长。从功能逻辑验证、物理设计到光刻工艺优化,全流程各环节对高性能计算算力和电子设计自动化工具 EDA的依赖程度显著提升。
鲲鹏高性能计算通过与主流自主EDA深度适配和优化,实现仿真效率提升,有效缩短芯片设计周期并提高制造质量,为芯片研发生产提供可靠、先进的技术保障。

行业应用场景

芯片设计
芯片设计是将系统功能转化为具体电路设计的过程,从最初的功能定义、架构设计,到逻辑设计、物理设计等多个环节,最终形成可用于制造的芯片版图。
在此过程中,EDA 工具是核心,能帮助工程师进行电路设计、仿真、验证和优化,提高效率与准确性,降低设计风险和成本,高性能计算则支撑其中的计算密集型任务,缩短设计周期。鲲鹏已支持包含模拟工具链、数字工具链的多个国内EDA工具,并广泛应用部署。
计算光刻
计算光刻(OPC,Optical Proximity Correction,光学邻近校正)是一种利用计算技术来优化光刻成像过程的技术,旨在提高光刻分辨率、改善图形质量,以满足超精细芯片制造的要求。
在计算光刻中,EDA 软件提供了各种算法和模型,用于光刻工艺的模拟、优化和验证,并通过高性能计算算力快速处理大量数据,加速光刻模拟和优化过程,使工程师能够更高效地设计光刻工艺,提高芯片制造的精度和效率。

应用优化案例

应用背景
SPICE 仿真器(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)是一款广泛应用的模拟电子电路仿真工具。它能将电阻、电容等电气元件及其连接关系转化为方程求解。SPICE 仿真器利用多核、多线程并行处理技术,加速直流工作点计算、瞬态分析等任务。
国内某电路仿真工具是高速高精度并行晶体管级电路仿真工具,支持数千万元器件的电路仿真和数模混合信号仿真,通过创新的智能矩阵求解算法和高效的并行技术,仿真速度相比同类电路仿真工具显著提升。
使用软件
应用软件:国内某电路仿真工具
基础软件:openEuler、HPCkit
测试算例:BUCK、VCODIV、Sampling、ADC等
成果
该国内电路仿真工具基于鲲鹏平台深度优化,针对不同类型模拟电路,速度具有显著提升,国内工具+鲲鹏达到对比国外工具+机型180%以上,主要优化措施如下:
  • OS适配优化,GCC编译适配及编译选项调整
  • 数学库BLAS库优化,减少函数调用开销,优化小规模瘦高矩阵运算
  • 核心代码优化,适配众核特点,降低任务颗粒度,动态任务调配,重新制定线程numa绑定与分配机制