Synopsys
Ansys

「設計空間最適化 」とは何ですか?

シノプシス 編集部

2023年1月4日 / 読了時間:2分

定義

設計空間最適化 (DSO)は、機械学習の最近の進歩によって可能となった、大規模な設計空間を探索するための新しいアプローチである。従来の手法である設計空間探索 (DSE)では、エンジニアが極めて広大な問題空間を手作業でくまなく調べ、設計解を見つけなければならなかったが、DSOはこれとは著しく異なり、強化学習(RL)技術を用いて設計空間を自律的に探索し、最適な解を見出す生成型最適化パラダイムである。

チップ設計:広大な探索空間

今日、AIは自然言語を通じて人間と対話したり、銀行詐欺を検知してコンピュータネットワークを保護したり、市街地を車で走行したり、チェスや囲碁のような知的なゲームをプレイしたりすることができます。チップの設計は、潜在的な解決策の選択肢が極めて広範な領域であり、その規模は、例えば囲碁のゲームに比べて数兆倍も大きいのです。

チップ設計ワークフロー | シノプシス

チップ設計のワークフローでは、通常、テラバイト規模の高次元データが消費・生成されますが、これらのデータは、個別に最適化された多数のサイロに分散・断片化されています。このデータには、次のようなものが含まれます:

  • 設計入力。RTLモデル、電力アクティビティ、ネットリスト、フロアプラン、階層構成の選択
  • 技術的入力情報。デバイスおよび回路特性、寄生モデル、DFMモデル、メタルスタック、設計ルール
  • ライブラリ入力。セルアーキテクチャ、セル回路図、タイミング/消費電力の属性、物理的特性
  • ツールの入力。設計フロー、テストベクトル、階層構造パーティショニング 、ヒューリスティック設定

従来の設計空間探索 :手動によるプロセス

この広大な領域を探索するのは非常に労力を要する作業であり、通常は数週間にわたる実験を必要とし、多くの場合、過去の経験や暗黙知に基づいて行われます。最適な設計レシピを作成するためには、エンジニアは膨大な量の高速データを処理し、不完全な分析結果に基づいてその場で複雑な意思決定を行わなければならず、その結果、意思決定疲労や設計の過度な制約につながることがよくあります。この手動的で反復的な「設計空間探索 (DSE)」プロセスは、問題の複雑さを管理するために問題を細分化してきました。 その結果、設計ワークフローにおける選択肢の探索は著しく制限され、膨大な数の些細な意思決定が設計者の生産性に悪影響を及ぼしている。

今日の熾烈な市場競争と厳しい半導体製造要件の下では、優れたレシピと最適なレシピとの違いは、性能で数百MHz、バッテリー駆動時間で数時間、あるいは設計コストで数百万ドルにも及ぶ可能性があります。

DSO:設計空間の自律的な探索と最適化

DSOは、チップ設計ワークフローにおける選択肢の検討範囲を大幅に拡大すると同時に、重要度の低い意思決定を大量に自動化します。

DSOエージェントは、設計ツールによって生成される大規模なデータストリームを分析し、それを基に最適化の意思決定を行います。設計が時間の経過とともにどのように進化するかを観察し、設計の選択肢、技術パラメータ、ワークフローを調整することで、多次元的な最適化目標に向けた探索プロセスを導きます。 検索は膨大な規模で実行可能であり、強化学習(RL)駆動型の意思決定エンジンが、数十から数千もの探索ベクトルを自律的に操作し、ギガバイト単位の高速な設計解析データをリアルタイムで取り込みます。

設計空間最適化 | シノプシス

AIを活用したプロセス最適化の重要な特徴であるDSOは、シミュレーションエンジンの設定調整や実験の調整といった重要度の低い意思決定を自動化し、設計者から単純作業の負担を取り除き、チームが専門家並みのレベルで業務を行えるようにします。DSOシステムが特定の設計ワークフローに基づいてモデルを構築すれば、その知見をプロジェクトや設計チーム間で共有し、高い効果をもって活用することが可能になります。

AIレベルのDSO自動化は、半導体業界に新たな成長の道筋を切り開き、企業が新製品を開発して新たな市場を開拓することを可能にし、設計チームが成長して未来のイノベーションを生み出すことを可能にします。

続きを読む

Ask BETA This experience is in beta mode. Please double check responses for accuracy.

チャットを終了する

このウィンドウを閉じると、チャット履歴が消去され、セッションが終了します。本当に このチャットを終了してもよろしいですか?