“幾分歡喜幾分愁”EDA供應商面對多核設計
試圖使現(xiàn)有EDA軟件線程化是一種“虧本行為”,因為它們最多只能與三或四個處理器一起工作,CLK公司的Katz表示。“確實需要一項全新的開發(fā)項目來建立線程化架構。”他指出,“這真的是件非常難的事。”但其回報很豐厚:CLK公司的Amber據(jù)稱能利用多達64個處理器獲得接近線性的加速。
Extreme DA公司的行銷總監(jiān)Graham Bell表示,在把EDA軟件用到多核CPU上時,存儲器和數(shù)據(jù)管理將是一項挑戰(zhàn)。“采用全局變量、不區(qū)分數(shù)據(jù)和執(zhí)行代碼的編程風格,使得改寫任務即使能實現(xiàn)也是極度困難。”他表示。
如果負載劃分不合適,Nascentric公司的Croix指出,通信開銷將抵消掉并行機制所帶來的好處。
AuSim MT是為實現(xiàn)多線程處理而從頭開始設計的工具。Nascentric公司使用了“幾乎完全遵守編碼指南的”面向?qū)ο蟮木幊谭椒?,Croix透露。
不僅僅針對新創(chuàng)企業(yè)
大型EDA供應商們承認多核帶來挑戰(zhàn),但同時表示他們正在取得良好進展。事實上,Mentor Graphics公司相信它的Calibre是全球最早的多線程EDA產(chǎn)品之一。Calibre技術行銷經(jīng)理John Ferguson表示,“多核是市場的發(fā)展趨勢,我們相信在部署能充分發(fā)揮多核架構優(yōu)勢的產(chǎn)品方面,Mentor公司走在了前列。”
“不做多核就會被淘汰。”Magma公司物理驗證事業(yè)部總經(jīng)理John Lee說道,“英特爾和AMD也不再繼續(xù)提高時鐘周期,而是增加更多的內(nèi)核。如果你的產(chǎn)品不能充分發(fā)揮多核帶來的優(yōu)勢,那么你只能用到芯片的一半或四分之一性能。”
Magma公司最新推出的物理驗證工具Quartz DRC從一開始就支持分布式處理,但它并沒有增加多線程功能,而是采用了稱作“流式數(shù)據(jù)流”的架構。
“這種架構非常有利于多核應用,因為你可以使數(shù)據(jù)從一個內(nèi)核流向另一個內(nèi)核,而無需退到主存儲器或磁盤。”Lee指出。EDA軟件傳統(tǒng)上是采用一種“數(shù)據(jù)庫”架構把大量數(shù)據(jù)載入內(nèi)存,這樣做很不靈活,他解釋道。
與Magma的數(shù)據(jù)流架構相比,多線程在細顆粒度并行處理方面的能力要稍弱些,Lee指出。盡管如此,Magma公司在具有多核功能的快速Spice仿真器FineSim中,還是采用了多線程技術。
Cadence公司支持多線程技術的工具有Encounter RTL Compiler全局綜合、First Encounter、Space-Based Router、NanoRoute和Chip Optimizer。不管是在多CPU工作站還是在多核CPU上,這些工具都能正確運行,Vucurevich指出。其中大多數(shù)工具還能運行于分布式網(wǎng)絡。
Chip Optimizer和Space-Based Router是最新的軟件工具,完全根據(jù)多線程技術要求而設計。不過它們需要依賴于不具備線程安全性的OpenAccess數(shù)據(jù)庫,Vucurevich 表示。Encounter RTL Compiler已經(jīng)針對多線程進行了改寫。雖然該工具只有特定部分能實現(xiàn)多線程,但是這倒不是什么大問題,Vucurevich補充道。
“最徹底、也最具風險性的方法,就是針對多核處理重構應用軟件。”vucurevich表示,“人們都不愿意冒險,即使某款應用軟件的市場反應很好。這也是為什么人們注重方法實效的原因。”
新思公司的Galaxy IC實現(xiàn)平臺內(nèi)的多種工具采用了多線程、分割、并行處理或分布式處理等方法,新思公司IT高級總監(jiān)Hasmukh Ranjan指出。例如,PrimeTime時序分析儀可以使用跨越多個CPU的并行處理,來分析不同的時序和信號完整性。HSpice電路仿真器也具有多線程處理能力。
“新思公司的所有研發(fā)小組都在從事某種多核工作。”Ranjan說,“EDA工具肯定會向多核發(fā)展,因為未來摩爾定律的優(yōu)勢不是來自同質(zhì)多核,就是來自具有特殊處理器的多核。”
不過Ranjan也指出,許多EDA工具要求訪問存儲器中的全芯片數(shù)據(jù)庫。由于存儲器訪問帶寬的限制,在多核處理器上運行軟件可能導致性能下降。因此,對處理器供應商來說,改進總線架構、緩存容量和存儲速度尤其重要。
“如果這些方面沒有改進,數(shù)據(jù)瓶頸將抵消新增內(nèi)核所帶來的優(yōu)勢。”Ranjan表示。
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