EDA的下一件大事？

（原标题：EDA的下一件大事？）

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来 源： 内容 编译自 semiengineering 。

有时候，我们花费太多时间寻找下一个重大突破，反而错过了更重要的东西。

我（指代本文作者Brian Bailey，下同）必须承认，20年前在一家大型EDA公司工作时，我就犯过这样的错误。我当时是ESL（电子系统级）的拥趸之一，Gary Smith是我们的领军人物。我们想做很多事情，包括提高设计和验证的抽象层次、进行功能/架构定义和映射、进行软硬件协同设计、性能分析、高级综合（HLS）等等。但最终我们得到的却是虚拟原型和一个高度精简的HLS，它只能接受SystemC的一个受限子集，而SystemC这种语言与软件本身相去甚远。

过去二十年来，我们距离这些目标并没有取得多大进展，然而我们现在却能够设计出规模和复杂度都比以往大数千倍的系统，其异构和同构处理核心的数量也远超我们之前的想象。当然，这并非没有局限性，因为我们仍然不知道如何对这些系统进行正确的性能或功耗分析。但是，我们可以通过预留裕量、实时测量或引入安全防护措施来弥补分析上的不足，从而确保芯片始终处于安全的工作范围内。

ESL（英语作为第二语言）圈子忽略了积少成多最终带来的巨大收益。我仍然有些目光短浅，一心只想一夜暴富（那样做可能不太适合赌博），但最近为几篇文章收集的素材表明，与其孤注一掷地追求下一个爆款，不如把时间和金钱花在积累小收益上，这样更划算。

第一个例子来自 Ansys 公司的 Marc Swinnen，他谈到了电源优化。我曾问过他，在典型的设计中会浪费多少电力。“过去，我曾与客户讨论过这个问题。我可能会告诉他们，使用我的工具可以节省 10% 到 15% 的电力。他们的反应可能是：‘这对我来说没什么意义，不值得。’然后我又问他们另一种方法能节省多少电力？我告诉他们，只能节省 5% 到 7%。这不值得我花时间。”每一种技术都被否决了，因为他们觉得不值得花时间。最后他们会问：为什么我的竞争对手能设计出如此低功耗的产品？因为他们在设计过程中每一步都注重功耗，哪怕是微小的改进，最终都会产生显著的效果。你可以忽略每一步的微小贡献，但最终，这就像节食一样。任何一块特定的饼干，任何一次特定的散步，都不会带来巨大的改变，但日积月累，最终都会有所成效。这就是取得成果的关键——认真对待每一步。

许多人都认同这是实现低功耗设计的唯一途径，但也有人指出，一个糟糕的软件就能毁掉一切。即使是能效极高的硬件，如果搭配了劣质软件，也无法达到预期的节能效果，尤其是在软件没有利用硬件为了提高能效而内置的功能时。许多小的改进就能带来巨大的改变。

第二个例子来自本月发布的关于形式化验证的圆桌会议。作为记者，我们往往关注的是行业内的大事。重大变革通常与新市场参与者、挑战现状的人联系在一起。我已经很久没有听到形式化领域发生什么大事了，因此我原本以为不会有什么变化。但我的想法很快就被推翻了。

西门子的Jeremy Levitt 表示：“历史上曾出现过一些技术突破的阶段，也出现过新的算法。但即便没有这些，从一次版本更新到下一次版本更新，从一年到一年，你都会看到工具的速度提升25%，甚至翻倍。你会看到性能呈指数级增长。”

Synopsys 的 Sean Safarpour 补充道：“SAT 求解器是形式化验证的主要基础求解器之一。SAT 竞赛已经举办了大约 20 年。每隔一段时间，就会出现新的 SAT 求解器。例如，Chaff 和 zChaff。它们具有突破性意义，人们认为这可能是 NP 完全问题所能达到的最佳状态。然后 MiniSAT 出现了。这些事情时有发生，之后一段时间，即使是 SAT 专家也会认为情况会平静下来。但如果你回顾过去五年，Kissat、MapleSAT 等大量新的求解器涌现。最近的结果远远超过了前一年的结果。”

我加倍追问他们，既然大型数据中心拥有无限的内存和无限的算力，那么它们是否为形式化证明提供了一个绝佳的机会——而我一直被告知，这两样东西是限制更复杂证明的因素。

Jeremy Levitt 回应道：“这些新架构确实能带来线性加速，但问题本身是指数级的，或者至少是NP难的。与我们运行的算法以及算法编排方式相关的工程改进也在呈指数级增长。计算能力的提升我们当然乐见其成，但加速效果是线性的，有时如果能同时处理更多任务，加速效果甚至会是超线性的。”

“你可以用最强大的机器来处理（一个形式化问题），但实际上你无法改变什么，”Axiomise 的 Ashish Darbari 说。“使用形式化方法的人都明白这一点。我能用一台较小的机器得到相同的结果吗？我们得到了相同的证明，只是耗时稍长一些。计算能力确实会带来一些影响，但这种影响是渐近的，不断增加计算能力并不会带来显著的差异。”

我仍然对重大变革更感兴趣。但关键在于，在这个行业，由于颠覆性变革会带来额外风险，因此并不喜欢变革，而许多小的变革或许能在长期内带来更好的回报。至少，历史经验告诉我们这一点。

https://semiengineering.com/the-next-big-thing/

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今天是《半导体行业观察》为您分享的第4217期内容，欢迎关注。

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