AI対応ビッグデータ解析プラットフォーム新製品Cadence Joint Enterprise Data and AI (JedAI) Platformのご紹介
Cadence Joint Enterprise Data and AI (以下JedAI) Platform は、AIを活用して設計開発を大幅に加速するためのビッグデータ解析用プラットフォームであり、ケイデンスの全ての演算ソフトウェア上で膨大なデータセットを統一する新しいプラットフォームです。
民生、ハイパースケールコンピューティング、5G通信、自動車、モバイルなど、新たなアプリケーションの開発に伴い、プロセスも更に微細化に向かい、設計も大規模化そして複雑化しています。チップ設計における最大の課題の1つとして、設計グループにおける人員の制約があり、一人の設計者が担当する量も年々増加しています。一般的に大規模SoC設計では、多くの機能ブロックを積み重ねて階層設計が行われており、各ブロックの設計処理中に膨大な量のEDAデータが生成されます。これらのデータの一部は設計者により確認されますが、膨大な量のデータの全てを確認することは困難であり、大部分は全く手を付けられることなく削除されています。SoC製品の規模と複雑さが増大し続ける中で、エンジニアリングチームに対して実用的な情報を提供し、より早いデザイン収束そしてプロジェクト間でより早く知識を伝達するためにも、この価値あるEDAデータは体系的にかつ効率的に利用されることが望まれます。
図1に示すようにCadence JedAI Platformでは、Cadenceツール群から生成された設計情報を保管し、解析ソリューションを提供します。 それにより、設計チームは、生成される膨大な量のEDAデータからの恩恵を受けられます。
図1. Cross-Cadence Tool Integration
EDAデータは、汎用的な環境においては保存と処理が容易ではない様々な構造化情報と非構造化情報を幅広くカバーしています。Cadence JedAI Platform は、ゼロから構築され、以下のようなEDAツール実行に関連するデータをサポートします。
デザインデータ
- 機能検証結果
- フィジカルレイアウト形状
- 分析レポート – エリア、タイミング、パワー、電圧
- 設計仕様 – RTL、ネットリスト、SDC、UPF
ワークフローデータ
- SoC設計時に使用されるツールとメソドロジ
ワークロードデータ
- アプリケーション・ジョブのセット。
例:- Verisium Manager テストプランの中で実行されたCadence Xcelium™、Jasper™、および Palladium™ の全ての実行
- Liberate™ cell characterizationにより起動し実行されたCadence Spectre ®の全ての実行
- Cadence Cerebrus Intelligent Chip Explorer によって開始されたすべての Cadence Genus™ および Innovus™ 実行
- ワークロードデータは、すべてのジョブで使用されるランタイム、メモリ、ディスク容量、その他のリソース、および各ジョブへの入力とそれらの間の依存関係についてのメタデータも同様にキャプチャします。
- 過去のワークロードデータを使用して、新しいジョブのリソース要件を予測し、最適なマシンを選択します。 また、オンプレミスのサーバーファームの使用率向上またはCloud上でのコスト算出し、ジョブの全体的なスケジューリングを最適化します。
EDAデータは、GDSフィジカル形状や検証波形のようなバイナリファイルから、LEF/DEF、分析レポートやツールログのようなテキストファイルまで様々な形式で提供されます。図2に示すようにCadence JedAI Platformは、ケイデンスソリューションへの専用データコネクタを使用して、この多種多様なデータソースをシンプルかつスケーラブルな方法で取り込むことができます。汎用的でオープンなデータコネクタが提供されているため、設計者は必要に応じてサードパーティツールのデータを簡単にインポートすることもできます。Cadence JedAI Platformにデータが取り込まれると、最適化されたアプリケーション・プログラミング・インターフェイス (APIs) と AI主導のビッグデータ分析を可能にするPython、Jupyter Notebook、REST APIなどの業界標準のスクリプト作成ツールにより、エンジニアリングチームがデータと傾向を視覚化し、実用的な設計改善戦略を自動的に生成できるようになります。
図2. Cadence JedAI Platform Architecture
Cadence JedAI Platform は、オンプレミス、 ハイブリッド、およびクラウド環境をサポートしており、エンタープライズグレードで、よりスケーラブルな分散型インフラストラクチャを提供します。 Cadence JedAI Platform の各ツールは、ローカルマシン、サーバーファーム、またはクラウドで実行できます。ユーザー認証アクセスを備えた安全なインフラストラクチャにより、大規模なエンジニアリング組織の中で、制御された方法でデータを共有できます。
Cadence JedAI Platform は、AI 主導の検証およびデバッグ環境を提供するVerisium プラットフォーム、Cadence Cerebrus Intelligent Chip Explorer などのケイデンスのさまざまな革新的な先進ソフトウェア全体で大量のデータセットを統合する重要なインフラストラクチャです。 Cadence Cerebrus Intelligent Chip Explorer は、強化学習モデルとスケーラブルな分散型コンピューティングにより、デザインの最適化を自動化し、PPA改善とエンジニアリングチームの生産性を向上します。 強化学習プロセスを有効にするために、Cerebrusからは、Cadence JedAI Platformがさまざまな方法で利用できる多くの設計メトリクスデータとマシン学習モデルが生成されます。 たとえば、過去の膨大な量のCerebrusのマシン学習モデルデータに基づいて、Cadence JedAI Platform では、AI主導の分析により、将来の設計用にカスタマイズされたマシン学習モデルを予測および生成することにより、Cerebrusにおいて最適解を導き出す実行時間が大幅に短縮されます。 この種の生産性に関する利点は、ビッグデータ分析を設計最適化プロセスに統合することによってのみ達成できます。
SoC製品のPPAの目標を確実に達成するためには、RTL作成者とインプリメンテーションチームの間の緊密なコラボレーションが重要になります。Cadence JedAI Platform のデータ可視化そして分析により、RTL設計者がRTL構造を最適化するのに役立つ貴重な情報をインプリメンテーションチームに対して迅速に提供することが可能になります。階層モジュール間のタイミングの重要性をRTL設計者が理解することは非常に重要ですが、RTL設計モジュール単体では階層を跨いだタイミングのクリティカル度の解析は困難です。図3に示すように、Cadence JedAI Platform には、Innovusデータコネクタを使用して、モジュールベースのタイミングクリティカルレポートを生成し、階層モジュール間のタイミング情報マトリックスを提供する分析ツールが用意されています。Cadence JedAI PlatformのWebベースのグラフィカルインターフェイスを使用して分析結果を視覚化できるため、RTL設計者でも分析結果を簡単な操作で確認できます。Cadence JedAI Platform は、SoC設計データの多くのリビジョンを保存できるため、RTLソースの様々なリビジョン間でのタイミングの変化を示すことができます。これにより、RTL設計者は、どのRTL変更が各モジュール内および階層モジュール境界を跨ぐポートにおけるタイミング改善に効果的だったのかを確認できます。
図3. Cadence JedAI Platform’s Module Timing Criticality App
このように、Cadence JedAI Platformの分析ツールは、既存のツールレポートでは即座に利用できないトレンド分析機能と視覚化を提供することにより、設計品質の向上を可能にします。
半導体産業が拡大し続けるためには、エンジニアリングチームの生産性を向上させることが不可欠です。膨大な量のデータを活用し、SoC設計中に生成された貴重なデータを使用して、少ないエンジニアリングリソースで、より優れたPPAを達成することが必要です。
Cadence JedAI Platform は、Cadenceソフトウェア全体で大量のデータセットを統合する重要なインフラストラクチャです。EDAのシングルラン、シングルエンジンのアルゴリズムから、ビッグデータを活用するアルゴリズムへの世代交代を可能にします。つまり、ビッグデータとAIを使用して、SoCの設計と検証フロー全体で複数エンジンの複数実行を最適化します。
Cadence JedAI Platform は、全てのSoCプロジェクトにおいて、設計者がビジネスに不可欠な設計データの洞察を提供し、学習と改善を可能にします。Cadence JedAI Platform は、エンタープライズ グレードで拡張性に優れた分散型のクラウド対応プラットフォームです。Cadence JedAI Platform の各ツールは、業界標準のデータコネクタとプログラミングインターフェイスを使用して、迅速かつ効率的にデザインクロージャを支援する実用的な機能を備えています。
Cadence JedAI Platformを使用して、Verisiumプラットフォームの AI 駆動型検証、Cadence Cerebrus Intelligent Chip Explorer の AI 駆動型インプリメンテーションなど、ビッグデータとAIを活用する革新的な演算ソフトウェア(computational software)を統合しています。
JedAIに関する情報は、プレスリリース (https://www.cadence.com/ja_JP/home/company/newsroom/press-releases/pr/2022/new-cadence-joint-enterprise-data-and-ai-platform-dramatically.html) およびJedAI製品ページ (https://www.cadence.com/ja_JP/home/solutions/joint-enterprise-data-ai-platform.html) にも掲載されていますので、ぜひご参照いただけますようお願いいたします。
フィールドエンジニアリング&サービス本部
デジタル・インプリメンテーション
岡村 亮介
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