Synopsys, 하이퍼 컨버지드 IC 설계를 위한 통합 시뮬레이션 플랫폼 PrimeSim Continuum 공개

칩 설계가 점점 더 복잡해짐에 따라 다양한 구성 요소와 기술이 하이퍼 컨버지드 집적 회로(IC)로 수렴합니다. 이 복잡성을 관리하려면 단일 통합 분석 프레임워크가 필요합니다. Synopsys는 PrimeSim Continuum으로 이 요구를 충족합니다. 현대 메모리, AI, 자동차, 5G 칩의 규모와 이질성을 모두 다루는 통합 회로 시뮬레이션 워크플로입니다.

SNUG World 국제 사용자 회의에서 초연된 PrimeSim Continuum은 네 개의 고성능 엔진(PrimeSim SPICE, PrimeSim Pro, PrimeSim HSPICE, PrimeSim XA)을 하나의 원활한 환경으로 묶습니다. 이 플랫폼은 포괄적인 분석을 제공하고 생산성을 높이며 사용을 단순화하여 Synopsys 커스텀 설계 스위트의 초석이 됩니다.

오늘날의 시스템-온-칩(SoC)은 대용량 고속 임베디드 메모리와 아날로그 프론트엔드부터 100Gbps+ 데이터 속도로 동작하는 복잡한 I/O 회로까지 단일 다이 또는 패키지 내에 다양한 구성 요소를 통합합니다. 이러한 요소들은 종종 다른 공정 노드에서 제작되거나 2.5D/3D 구성으로 스택되어 설계 및 검증 복잡성에 층을 더합니다.

첨단 기술 노드는 기생 성분, 공정 변동성, 마진 감소를 증폭시켜 더 많은 시뮬레이션, 더 긴 런타임, 더 높은 정밀도를 요구합니다. 결과적인 비용과 시간 오버헤드는 타임투마켓과 품질을 저해할 수 있습니다.

"이를 해결하려면 통합된 워크플로를 가진 시뮬레이션 엔진 시스템이 필요합니다. 현재 단일 SPICE 시뮬레이터는 모든 것을 처리하지 못합니다."라고 Synopsys 제품 관리 그룹 디렉터 Hany Elhak이 말했습니다. "PrimeSim Continuum은 아날로그, 혼성신호, RF, 커스텀 디지털, 메모리 설계에 맞춘 사인오프 품질 엔진으로 시스템적 복잡성과 규모 복잡성을 모두 해결합니다."

차세대 SPICE와 FastSPICE 아키텍처와 이기종 CPU/GPU 컴퓨팅을 활용하여 PrimeSim Continuum은 리소스 사용을 최적화하고 시뮬레이션 시간을 단축하며 비용을 절감하면서 골드 스탠다드 정확도를 유지합니다.

고대역폭 메모리: 사례 연구

고대역폭 메모리(HBM)는 통합 시뮬레이션의 필요성을 보여줍니다. HBM은 여러 DRAM 다이를 3DIC 또는 SiP에서 SoC 위에 스택하고, 실리콘 관통 비아(TSV)와 인터포저의 마이크로범프로 연결합니다. 검증은 전체 메모리 서브시스템을 아우르며 구성 요소와 서브시스템 수준에서 다차원 분석을 수행해야 합니다.

주요 시뮬레이션 요구사항:

• 교차 기술 분석(로직, 아날로그, 메모리, I/O)
• 다중 분석 유형(아날로그, 디지털, 혼성신호)
• 대규모 서브시스템 및 칩 수준 모델링
• 고급 신뢰성 연구(전기, 열, 전기-열, 시간적)
• 신호 무결성 평가
• 공정 및 구조적 변동성 분석

노드가 축소됨에 따라 신뢰성과 수율 목표를 충족하기 위해 시뮬레이션 양이 급증하며, 인터포저 전반의 정밀한 신호 무결성 모델링과 전기-열 응력 및 기생 성분의 견고한 처리가 요구됩니다.

설계 지원은 따라서 전력, 성능, 면적(PPA), 비용 목표를 수렴하는 워크플로를 요구합니다.

"PrimeSim Continuum은 GPU/CPU에서 이기종 컴퓨팅 가속으로 회로 시뮬레이션 혁신의 혁명적 돌파구를 나타내며 EDA 솔루션의 새로운 기준을 설정합니다."라고 Synopsys COO Sassine Ghazi가 말했습니다. "우리 고객은 PrimeSim Continuum의 차세대 기술에 구축된 수년간의 R&D와 파트너십 주도 혁신의 혜택을 누리며, 현대 커스텀 설계 플랫폼과 Verification Continuum을 보완합니다."

Elhak은 초기 채택자인 Kioxia를 강조하며, 이 회사의 플래시 메모리 설계가 메모리, 아날로그, 혼성신호, 커스텀 디지털 블록 같은 복잡한 시스템을 통합하여 독특한 설계 및 사인오프 기술이 필요하다고 언급했습니다.

Kioxia의 SSD 애플리케이션 엔지니어링 기술 임원 Shigeo (Jeff) Ohshima는 "공통 회로 시뮬레이션 솔루션 주변의 수렴된 워크플로는 우리의 타임투리절트와 비용 목표를 충족하는 데 필요합니다. PrimeSim Continuum의 올인원 솔루션은 복잡한 설계에 정확성, 속도, 용량을 제공합니다. PrimeWave 환경은 모든 시뮬레이션 분야에서 통합된 워크플로를 제공하여 Kioxia 메모리 설계의 원활한 사인오프를 가능하게 합니다. 효과적인 협업과 차세대 기술 접근은 Synopsys와의 파트너십에 기초합니다."라고 말했습니다.

성능 가속을 위한 PrimeSim Pro

PrimeSim Continuum의 핵심 구성 요소인 PrimeSim Pro는 현대 DRAM과 플래시 메모리 설계를 위한 빠르고 고대용량 분석을 제공하는 차세대 FastSPICE 아키텍처입니다. 메모리 아키텍처의 지속적인 확장은 더 크고 복잡한 설계를 초래하여 더 큰 시뮬레이션 성능과 용량을 요구합니다.

Samsung Electronics 메모리 설계 기술 팀 기업 부사장 Jung Yun Choi는 "PrimeSim Pro는 우리의 풀칩 전력 전달 네트워크 설계에서 최대 5배 성능 가속을 제공할 수 있습니다. 차세대 아키텍처는 첨단 메모리 용량에 보조를 맞추어 공격적인 타임투리절트 목표를 달성하는 데 도움을 줍니다."라고 언급했습니다.

NVIDIA 파트너십

PrimeSim SPICE의 차세대 아키텍처는 NVIDIA의 GPU 기술을 활용하여 사인오프 정확도를 유지하면서 포괄적인 아날로그 및 RF 분석에 필요한 성능을 제공합니다.

NVIDIA의 혼성신호 설계 부사장 Edward Lee는 "현대 컴퓨팅 워크로드가 진화함에 따라 아날로그 설계의 크기와 복잡성이 기존 시뮬레이터의 용량을 넘어섰습니다. NVIDIA GPU는 PrimeSim SPICE가 회로 시뮬레이션을 가속화하여 아날로그 블록의 사인오프 시간을 며칠에서 몇 시간으로 단축하게 합니다."라고 말했습니다.

Samsung Electronics 파운드리 설계 플랫폼 개발 책임자 Jaehong Park 수석 부사장은 "Synopsys PrimeSim Continuum의 통합 워크플로가 최근 56Gbps 이더넷 설계에서 골든 SPICE 정확도로 10배 속도 향상을 제공하여 검증을 며칠에서 몇 시간으로 단축했습니다."라고 덧붙였습니다.

분석과 사인오프를 위한 통합 워크플로

PrimeSim Continuum은 PrimeSim SPICE, PrimeSim Pro, PrimeSim HSPICE(파운데이션 IP와 신호 무결성의 골드 스탠다드), PrimeSim XA(SRAM과 혼성신호 검증을 위한 FastSPICE)를 통합합니다. PrimeWave는 모든 엔진에서 일관되고 유연한 환경을 제공하여 설계 설정, 분석, 후처리를 최적화하여 간소화된 사인오프 경험을 제공합니다.