No es ningún secreto que los chips se vuelven cada vez más complejos a medida que campos como la inteligencia artificial (AI), el aprendizaje automático (ML) y la computación de alto rendimiento (HPC) impulsan el estado de la industria. Con este aumento de la complejidad, el diseño de chips, y especialmente las pruebas y la verificación, se ha convertido en una tarea extremadamente difícil.
El SoC basado en chiplet Versal VP9102 se compone de cuatro troqueles individuales, que AMD denomina regiones superlógicas (SLR).
Para satisfacer estas necesidades, hoy AMD busca aliviar el dolor de la prueba y verificación de chips con el lanzamiento de su SoC Versal VP9102. Todo sobre circuitos Tuve la oportunidad de hablar con Rob Bauer, gerente senior de línea de productos de Versal en AMD para obtener más información sobre el nuevo SoC antes del lanzamiento.
La necesidad de emular SoC
Uno de los aspectos más importantes del desarrollo de chips es la fase de emulación y creación de prototipos de un diseño. Debido a que los chips avanzados son tan costosos de producir físicamente, los diseñadores deben tener una forma de verificar realmente la funcionalidad de su diseño (fuera de las simulaciones) antes de comprometerse con la cinta. Para hacer esto, los diseñadores emularán su diseño en una gran plataforma de emulación (como un SoC basado en FPGA) para validar el chip antes de pasar a la producción física.
Dicho esto, a medida que los chips modernos se vuelven más complejos, los requisitos para las plataformas de emulación subyacentes también se vuelven más complejos y costosos. Como explica Bauer, «si observa un diseño avanzado de dos nanómetros, las estimaciones de costos actuales superan los $ 700 millones por proyecto, y más de la mitad es solo para pruebas y desarrollo de software».
Dos tendencias que impulsan la necesidad
Dos tendencias están en gran medida detrás de este aumento de la complejidad. El primero es un aumento general en el conteo de puertas para mantenerse al día con las aplicaciones de uso intensivo de cómputo, como el aprendizaje automático. El segundo es el surgimiento de los chiplets, donde los diseños consisten en múltiples moldes unidos entre sí mediante tecnología de empaque avanzada.
A medida que estas tendencias generan complejidad en el diseño de chips, las plataformas de emulación también crecerán en importancia. «Los dispositivos semiconductores dentro de cinco años serán exponencialmente más complejos que los que tenemos hoy», dice Bauer. «Esto significa que las plataformas de emulación serán aún más críticas de lo que son hoy».
VP1902: una mirada a su arquitectura
El SoC Versal VP1902 de AMD se describe como un SoC de clase de emulación adaptable diseñado específicamente para simplificar y preparar para el futuro la fase de emulación y creación de prototipos de chips avanzados. AMD afirma que el VP1902 es el SoC adaptativo más grande del mundo basado en el tamaño de la puerta, que ofrece 18,5 millones de celdas lógicas en total, un número que dicen es 2 veces mayor que la generación anterior VU19P.
Hablando de la importancia de la capacidad en la emulación y la creación de prototipos, Bauer nos dice que se trata de mantenerse al día con la tecnología.
“Los dispositivos que necesitan ser emulados continúan creciendo. Por lo tanto, necesitamos un dispositivo más grande para ejecutarlos, de lo contrario, emular esos proyectos se convierte en un problema insostenible”.
Un diagrama de bloques del sistema del VP1902. (Click en la imagen para agrandar)
La base de esta enorme cantidad de lógica es lo que AMD llama una «arquitectura basada en quad». El chip en sí consta de cuatro troqueles individuales, llamados «regiones superlógicas» (SLR), cada uno interconectado por una red en chip (NoC).
Dentro de cada una de estas SLR hay lógica programable, un subsistema de procesamiento Arm A72 de doble núcleo, un controlador de memoria, bloques SerDes para conectividad de alta velocidad con hardware externo y una interfaz de comunicaciones digitales paralelas (XPIO) para comunicarse con otros VP1902.
El VP1902 en acción
El resultado acumulativo de estas decisiones arquitectónicas es que el VP1902 ofrece algunas especificaciones de rendimiento impresionantes.
Comparado con su predecesor, el VP1902 ofrece mejoras significativas en capacidad y velocidad.
“Históricamente, estas plataformas de creación de prototipos de emulación ejecutarán el diseño más lentamente que el silicio, especialmente cuando se habla del hecho de que este diseño de mil millones o quinientos millones de puertas podría implementarse en muchos dispositivos diferentes”. Bauer dice. «Pero cosas como el ancho de banda y la capacidad de E/S mejorados nos permiten ejecutar diseños a una frecuencia de reloj más alta en el VP1902 y acercarnos a la velocidad de salida de cinta real».
Preparado para el futuro frente a la complejidad
No hay duda de que el proceso de diseño de chips es cada vez más complejo. Si queremos mantenernos al día con las demandas de la industria, es imperativo mejorar la tecnología en el espacio de creación de prototipos y emulación.
Con el VP1902, AMD busca brindar una solución preparada para el futuro que ofrezca más capacidad y velocidad que nunca. Se espera que el resultado sea un futuro en el que el diseño de chips avanzados sea más económico y factible.
AMD dice que se espera que el SoC adaptativo Versal Premium VP1902 comience a probarse en el tercer trimestre para los clientes de Early Access. La producción está prevista para el primer semestre de 2024.
Todas las imágenes utilizadas son cortesía de AMD