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什么是设计空间优化?

新思科技 编辑部

2023年1月4日 / 阅读时间 2 分钟

定义

设计空间优化(DSO)是一种利用机器学习最新进展对大型设计空间进行搜索的新方法。与传统的设计空间探索(DSE)截然不同——在DSE中,工程师必须手动遍历非常庞大的问题空间以寻找设计方案——DSO是一种生成式优化范式,它利用强化学习(RL)技术,自主搜索设计空间以寻找最优解。

芯片设计:广阔的搜索空间

如今,人工智能能够通过自然语言与人类互动,识别银行欺诈并保护计算机网络,在城市街道上驾驶汽车,还能玩智能 类游戏,比如国际象棋和围棋。芯片设计是一个潜在解决方案极其庞大的领域,其规模比围棋等游戏大数万亿倍。

芯片设计工作流程 | 新思科技

芯片设计工作流通常会消耗和生成数太字节的高维数据区分 ,且这些数据分散在许多分别经过优化的孤岛中。这些数据可能包括:

  • 设计输入。RTL 模型、功耗活动、网表、布局规划、层次结构选择
  • 技术输入。器件和电路特性、寄生参数 模型、DFM模型、金属层堆叠、设计规则
  • 库输入。单元架构、单元原理图、时序/功耗属性、物理特性
  • 工具输入。设计流程、测试向量、分层划分、启发式设置

传统设计空间探索:一种手动流程

对这一广阔的设计空间进行探索是一项非常耗费精力的工作,通常需要数周的试验,且往往依赖于过往经验和行业常识。为了制定出最佳的设计方案,工程师必须处理海量的高速数据,并在分析不完整的情况下即时做出复杂的决策,这往往领先的 ,导致决策疲劳并使设计受到过度约束。 这种手动、迭代式的设计空间探索(DSE)过程,通过将问题进行划分来应对其复杂性。结果,设计工作流中可选方案的探索范围受到严重限制,而设计师的生产力 也因大量琐碎决策而受到影响。

在当今竞争异常激烈的市场和严格的芯片制造要求下,合格方案和最佳方案之间的差异可能意味着数百 MHz 性能、数小时电池寿命以及数百万美元设计成本的差距。

DSO:设计空间的自主搜索与优化

DSO 极大地扩展了芯片设计工作流中方案探索的范围,同时自动处理了大量影响较小的决策。

DSO 代理会分析设计工具生成的海量数据流,并利用这些数据做出优化决策,观察设计随时间推移的演变过程,并调整设计方案、技术参数和工作流程,从而引导搜索过程朝着多维优化目标迈进。 搜索可在海量规模下执行,由强化学习驱动的决策引擎能够自主处理数十至数千个探索向量,并实时摄取数十亿字节的高速设计分析数据。

设计空间优化 | 新思科技

作为人工智能驱动的流程优化的一个关键特征,DSO 能够自动化处理影响较小的决策,例如调整仿真引擎设置或协调实验,从而减轻设计师的繁琐工作负担,使团队能够以接近专家水平的水平进行操作 。一旦 DSO 系统在给定的设计工作流上构建了模型,这些经验就可以在各个项目和设计团队之间高效地共享和应用。

AI 级 DSO 自动化为半导体行业开启了新的增长轨迹,使企业能够构建新产品和收获新市场,使设计团队获得成长并实现未来创新。

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