根據中國半(ban)導體(ti)行(xing)業協會(hui)IC設計(ji)分會(hui)的數據，2021年中國大陸有2810家芯片設計(ji)企業，同(tong)比增(zeng)長(chang)了26.7%，廣(guang)泛(fan)分布(bu)在消費電子、汽車(che)、智(zhi)慧城市等多個行(xing)業。
這些企(qi)業(ye)大多(duo)為中(zhong)小微(wei)企(qi)業(ye)，且大多(duo)面(mian)臨人手短缺(que)，設計(ji)(ji)能力匱乏等(deng)問(wen)題。盡早(zao)實現芯片流片是企(qi)業(ye)實現生存發展的關鍵一環。要及時將產品交付(fu)客戶，設計(ji)(ji)效(xiao)率至(zhi)關重要。
01 如何提升設計效率？
從前(qian)端設計(ji)到后端設計(ji)再(zai)到制造，我們(men)以算力需求為出發(fa)點提取出了以下幾個(ge)關鍵詞(ci)：
同時我們分析了各個(ge)階段的需求，總(zong)結(jie)了幾個(ge)半(ban)導體行業面(mian)臨的難題：
以一個(ge)為期(qi)18月的(de)芯片(pian)設計為例，涉(she)及前端(duan)，驗證，后端(duan)三個(ge)周期(qi)：
前4周，只涉及到前端(duan)布(bu)局以及架(jia)構，對算力需求(qiu)不高，因此月度需求(qiu)較少。
從第5個月(yue)開始(shi)(shi)，前(qian)端(duan)(duan)，驗(yan)證，后端(duan)(duan)均開始(shi)(shi)工作，算(suan)力開始(shi)(shi)逐步提升。
第(di)11個月達算力小高峰。
第16個(ge)月達算力(li)最高峰，月度調度峰值達到百萬級核(he)(he)時以上；算力(li)波峰和波谷的核(he)(he)數(shu)差距在20倍(bei)以上。
算力在第16個月達到最(zui)高峰后(hou)，迅速下降。
當(dang)業務(wu)增(zeng)長進入高峰期，自建資源(yuan)需要升(sheng)級本(ben)地資源(yuan)來應對業務(wu)高峰，隨著增(zeng)長放緩，運維(wei)成(cheng)本(ben)逐漸凸(tu)顯，資源(yuan)閑置成(cheng)本(ben)依(yi)然居(ju)高不下。
由于近(jin)年的(de)疫情，很(hen)多(duo)芯(xin)片設計公司轉向居家辦公。線上線下的(de)協同(tong)也(ye)成了一(yi)大(da)難題。多(duo)團(tuan)隊(dui)，多(duo)地域團(tuan)隊(dui)協同(tong)辦公時部署需(xu)求復雜(za)。
02 北鯤云EDA解決方案亮點
彈性(xing)(xing)算(suan)力，本地計(ji)算(suan)資(zi)(zi)源(yuan)(yuan)不(bu)足(zu)時，靈活的將(jiang)作業溢出(chu)到云上(shang)，云上(shang)計(ji)算(suan)資(zi)(zi)源(yuan)(yuan)多樣(yang)，支持大規模并(bing)行，線性(xing)(xing)加速比，深度整合EDA軟件特(te)性(xing)(xing)，提(ti)供不(bu)改(gai)變(bian)設計(ji)師操作習(xi)慣的上(shang)云體驗。
北鯤云針(zhen)對傳統部署(shu)模式(shi)無(wu)法滿足算力的(de)(de)波峰波谷彈性(xing)需求(qiu)的(de)(de)問題，充(chong)分發揮平(ping)臺在資源(yuan)管理(li)和調(diao)度方(fang)面的(de)(de)優勢。使出以下(xia)四(si)招：
多地(di)域資源調度防止Job Pending
對SLURM開源(yuan)集群調(diao)度(du)(du)系統進行二(er)次(ci)開發：一個(ge)(ge)SLURM集群可同(tong)時使用多個(ge)(ge)地域(yu)的資(zi)源(yuan)；按照設定的優先級進行資(zi)源(yuan)調(diao)度(du)(du), 防止由(you)于單地域(yu)資(zi)源(yuan)不(bu)足導致的Job Pending
指(zhi)定周(zhou)期鎖定資源(yuan)（Pre-alloc）防(fang)止Job Pending
隊列集(partition-set)支持大(da)規(gui)模資(zi)源使用
資源彈性溢出與調度
在絕大部分場景下，用戶無需關注資(zi)源(yuan)(yuan)本身，只需要提交作(zuo)業(ye)(ye)，平臺會自動(dong)根據(ju)作(zuo)業(ye)(ye)申請(qing)的資(zi)源(yuan)(yuan)數量，自動(dong)彈性申請(qing)云上資(zi)源(yuan)(yuan)，并(bing)在作(zuo)業(ye)(ye)結束后5分鐘自動(dong)釋放資(zi)源(yuan)(yuan)
北鯤云平臺(tai)通過(guo)了等(deng)保(bao)三(san)級、GDPR等(deng)多項安(an)(an)全(quan)認(ren)證，在EDA場景中，可以通過(guo)建立多個VPC，利用ACL網絡(luo)控制(zhi)策略來管理(li)接入子網、管理(li)子網、計算子網、存(cun)儲(chu)子網，使用雙通道的安(an)(an)全(quan)網絡(luo)隔離手段，打造網絡(luo)隔離安(an)(an)全(quan)區，保(bao)障數據安(an)(an)全(quan)。
多地(di)(di)域團隊協(xie)同辦公時，北鯤(kun)云可以為各地(di)(di)團隊按(an)需調用距離最近的云上資(zi)(zi)源，一(yi)個地(di)(di)域資(zi)(zi)源不足(zu)時，可以靈活地(di)(di)切換(huan)至臨(lin)近地(di)(di)域，保障(zhang)資(zi)(zi)源高可用性。
舉個例子：
在廣州VPC構建EDA廣州計(ji)算(suan)區, 并將廣州VPC同北京VPC通(tong)(tong)過云(yun)連接CC打通(tong)(tong)，此時云(yun)超算(suan)平臺本身無需在廣州地域重新(xin)部署，一套系統可管理多個(ge)地域的計(ji)算(suan)集群（北鯤云(yun)超算(suan)平臺支(zhi)持(chi)跨地域雙活）。
兩(liang)個計算(suan)區之間(jian)的數(shu)據(ju)(ju)可(ke)(ke)以(yi)(yi)互相通過(guo)如rsync進行備份(fen)，既(ji)可(ke)(ke)以(yi)(yi)確保數(shu)據(ju)(ju)安(an)全，也能做到某(mou)地(di)(di)域中(zhong)斷后(hou)可(ke)(ke)在另(ling)一(yi)個地(di)(di)域使用；在某(mou)個地(di)(di)域中(zhong)斷的情況下(xia)，可(ke)(ke)以(yi)(yi)臨時(shi)回(hui)退到另(ling)外一(yi)個地(di)(di)域做設計與仿真工作。
03 EDA上云已成為行業趨勢
方案一：EDA仿真(zhen)上云 解(jie)決峰值需求下本(ben)地算力不足的問題
方案二(er)：EDA設計與(yu)仿真一體云平臺 幫助企業更有效的(de)控制成本，適應多樣化(hua)的(de)辦(ban)公場景需求
方案三：EDA設(she)計仿(fang)真多地(di)域協同(tong) 一地(di)部署(shu)，多地(di)資(zi)源調度管控，效(xiao)率與管理兩手(shou)抓(zhua)
以混合云為例(li)，國內某(mou)芯片(pian)設計企業存(cun)在以下業務挑戰：
本地集群無法(fa)在業(ye)務高(gao)峰期（年底、年中）滿足(zu)仿(fang)真計(ji)算需求，作(zuo)業(ye)排隊情況嚴重
原有云上解決方案嚴重改變了芯片(pian)設(she)計工(gong)程師線下(xia)操作(zuo)方式(shi)，降低了工(gong)作(zuo)效率
云(yun)上(shang)資(zi)源調度策略(lve)不靈(ling)活，導致Job pending，影響仿(fang)真工作穩定
原有(you)云(yun)上資源價格(ge)偏貴，成本控(kong)制(zhi)不靈
北鯤云方案幫(bang)助企業(ye)深(shen)度整合無感化上云
本地建立專門(men)的上云節點，用于仿真數據自動同步(bu)
將云(yun)上資源與virtuoso軟件ade_L、ade_XL、maestro等提(ti)交作業(ye)方式(shi)深度整合，芯片設計工程師僅需(xu)切換環境變量(liang)即(ji)可無(wu)感化上云(yun)
LSF-Slurm Wrapper讓工(gong)程師按原有命(ming)令習慣提(ti)交作業(ye)，不改變(bian)操作習慣，降低使用成本
多地域資源(yuan)調(diao)度(du)保證了業務高(gao)峰能夠(gou)預留、隨需(xu)調(diao)度(du)充(chong)足的(de)計算資源(yuan)
北鯤(kun)云作為Cloud-HPC的先行者，致(zhi)力于將(jiang)技(ji)術(shu)、工(gong)程融合于科學中釋放科研人(ren)員精力。為大家搭建數字化全流程研發(fa)平臺。
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