IC 설계에서 클라우드 컴퓨팅으로 신속한 신뢰성 검증 극대화

오늘날 빠르게 움직이는 산업용 및 소비자 제품에서 집적회로(IC) 설계 기업들은 설계를 일정대로 또는 앞서 시장에 내놓는 것이 경쟁 성공을 유지하거나 얻는 데 결정적임을 안다. 하지만 제품이 시장에 나온 후 성능도 마찬가지로 중요하다. 광고한 성능이나 제품 수명을 제공하지 못하는 제품을 시장에 내놓는 건 기업들이 결코 겪고 싶지 않은 악몽이다.

그런 이유로 신뢰성 검증은 이제 IC 설계 및 검증 흐름의 필수 부분이다. 정전기 방전(ESD) 및 래치업 보호 같은 신뢰성 이슈의 범위와 복잡성은 설계가 최첨단 공정 노드로 이동하면서 크게 증가했다(그림 1). 이에 대응해 대부분의 파운드리는 이제 어떤 형태의 신뢰성 설계 규칙을 제공하며, 이는 전자 설계 자동화(EDA) 기업들이 자동화된 신뢰성 검증 툴과 체크 형태로 구현한다 [1-3].

그림 1. 공정 노드별 체크 수 복잡도와 ESD 경로 밀도 증가.

물론 다른 모든 자동화 IC 설계 검증 형태와 마찬가지로, 신뢰성 검증 흐름 실행에는 시간과 리소스가 필요하다... 때로는 기업이 가진 것보다 더 많이. 모든 기업이 신뢰성 검증 흐름을 일정에 맞게 유지할 만큼 충분한 온프레미스 컴퓨팅 리소스를 확보하고 관리할 수 있는 건 아니다. 다행히 이제 또 다른 답이 있다—클라우드 컴퓨팅.

파운드리 룰 덱으로 풀 칩을 검증할 때 '피크 수요' 기간을 충족하기 위해 서드파티 클라우드 컴퓨팅 리소스를 사용하는 것은 적시 신뢰성 검증을 위한 확장 가능하고 지속 가능한 접근법이다. 그러나 기업들은 클라우드 컴퓨팅의 요건, 한계, 비용을 명확히 이해해 클라우드 기술 옵션 채택 시 지능적인 비용/편익 결정을 내려야 한다.

클라우드 서버 사용 시 기업은 사용 서버 수, 머신 클래스, 총 사용 시간에 기반해 요금이 부과된다. 사용할 최적의 클라우드 서버 수와 구성은 실행 중인 신뢰성 검증 흐름 유형, 사용하는 EDA 툴, 설계 크기, 테이프아웃 일정, 기업이 클라우드 접근에 기꺼이 또는 감당할 수 있는 비용에 따라 달라진다 [4].

클라우드에서 신뢰성 검증 흐름 실행의 잠재적 이점을 보여주기 위해, 우리는 지멘스 EDA Calibre PERC 신뢰성 검증 흐름을 주요 상용 클라우드 서비스 제공업체에서 사용해 풀칩 SoC(시스템온칩) 설계로 일련의 실험을 수행했다. 동일한 SoC 설계와 룰 덱으로 같은 Calibre PERC 흐름을 서로 다른 수의 클라우드 서버에서 총 세 번 실행했다:

• Calibre 멀티스레드(MT) 기술 사용, 16개 물리 코어의 클라우드 서버 1대
• Calibre 유연 MT(MTflex) 기술 사용, 각각 16개 물리 코어의 클라우드 서버 5대. 5개 서버는 Calibre MTflex 구성에서 1개 프라이머리 + 4개 리모트로 구성
• Calibre MTflex 기술 사용, 각각 16개 물리 코어의 클라우드 서버 51대. 51개 서버는 Calibre MTflex 구성에서 1개 프라이머리 + 50개 리모트로 구성

각 흐름의 런타임을 기록하고 결과를 비교했다(그림 2 참조). 1대, 5대, 51대 서버에서 Calibre PERC 실행은 각각 106시간, 31시간, 9.5시간이 소요됐다. 또한 MTflex 실행 각각의 메모리는 단일 머신 MT 실행 대비 10% 감소했다.

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