電子回路の設計において、「グリッチ」とは組み合わせ回路における不要な信号遷移を指し、「グリッチ電力 」とはグリッチによって消費される電力を指します。この余分なスイッチング動作により、動的消費電力が最大40%増加する可能性があります。 グリッチの量はSoCが実行する演算数に比例するため、多数の演算を処理するタイルを持つ人工知能(AI)アクセラレータにおいては、グリッチは対処すべき重要な課題となります。グリッチは(電力網においても)電気機械的(EM)問題やIRドロップの問題を引き起こす可能性があるため、設計者による対策、あるいは実装やECOツールを用いて抑制する必要があります。
設計者にとって、グリッチを特定し、それによって消費される余分な電力を明らかにするには、セル遅延と配線遅延に特に注意を払う必要があります。グリッチは、組み合わせ回路の経路内の信号タイミングに不均衡が生じ、レースコンディションが発生した場合に発生します。正確な遅延情報があれば、ツールはこれらのグリッチを捕捉し、余分なスイッチング動作によって引き起こされる消費電力を測定することができます。
AIアルゴリズムをハードウェア上で実行する際には膨大な数の演算が行われるため、グリッチ電力 は全体的な消費電力の観点から極めて重要な考慮事項となっています。グリッチ電力 は、総消費電力の最大40%を占める可能性があります。さらに、AIハードウェアは対称的で複製されたアーキテクチャを採用しているため、設計サイクルの早い段階、理想的にはシステムレベルまたはRTLレベルで、グリッチ対策に最適なマイクロアーキテクチャを特定することが極めて重要です。 複製数の多いタイルの消費電力を削減することは、チップレベルでの大幅な省エネにつながります。 通常、グリッチ電力 の計算は、タイミング遅延を考慮したゲートレベルシミュレーションが可能になる、フローの非常に後半で行われます。この段階では、マイクロアーキテクチャの変更を行ったり、実装時に電力バジェットの一環としてグリッチ電力 を考慮に入れたり、グリッチ電力 を低減するための具体的なECOを実施したりするには遅すぎます。したがって、設計サイクルの早い段階で、グリッチ電力 解析ソリューションに加え、遅延やグリッチを考慮したベクトル生成機能を導入することが重要です。
組み合わせ回路の経路内の信号タイミングに不均衡が生じると、レースコンディションが発生し、グリッチが生じます。これにより、望ましくない信号の遷移が発生し、動的消費電力の増加(最大で40%の増加につながる可能性あり)を引き起こします。
グリッチ電力 タイミングを考慮したソリューションや消費電力解析ツールを使用することで、ゲートレベルでの測定が可能です。また、RTL や 0 遅延シミュレーションを用いて、グリッチ電力 を測定するための新しい技術も利用可能です。
グリッチ電力 これは、実装ツールによる電力最適化のコスト関数である。実装では、グリッチによって生成される追加のトグルを利用して、これらのグリッチを抑制するか、あるいはEMIRへの影響を最小限に抑えるような配置を行うための、より適切な判断を下す。
シノプシス エンドツーエンドのRTLからゲートレベルまでのグリッチ電力 解析および最適化ソリューションを提供します。RTLレベルでは、 PrimePower RTLは階層ごとにグリッチを計算・報告できるため、グリッチの多いインスタンスを特定できます。また、最も高いレベルのグリッチを生成しているRTLソースコードの行を特定できるため、設計者は「もし~なら?」という分析を行い、グリッチ電力 を低減させることができます。これは、演算数が多いためにグリッチ電力 の量が多くなるAIやMLハードウェアに非常に適しています。タイルごとのグリッチ電力 を最適化することで、SoCレベルで大幅な省電力効果が期待できます。
PrimePower ソリューションは、RTLシミュレーションを用いた遅延・グリッチを考慮したベクトル生成機能も提供します。本製品は、任意のネットリスト(合成出力、CTS出力、配置配線出力など)に対するRTLシミュレーションから、グリッチ注釈(IGおよびTG)付きのSAIFや、遅延を考慮したSAIFを生成することができます。 生成されたSAIFまたはFSDBは、実装(Fusion Compiler )やECO(PrimeClosure )の段階で、グリッチを考慮した最適化を行うために利用できます。
最後に、 PrimePower ゲートレベルの消費電力解析およびゴールデン・パワー・サインオフでは、0遅延のゲートレベルシミュレーション、あるいはSPICEの消費電力値と密接に相関するタイミングを考慮したシミュレーションを用いて、グリッチ電力 解析を実行することができます。
当社の高度なAI駆動型ソリューション・スイートにより、シリコンの性能を最適化し、チップ設計を加速し、EDAフロー全体の効率を向上させることができます。