EDA领域需要运用许多不同的运算软件，然而EDA行业所面临的挑战在于，设计团队总需要采用当前的处理器来设计及创建下一代的SoC。在1990年代和2000年代，微处理器公司（Intel、Sun、HP、Digital等）将处理器的性能每年提高了约50%来解决这个问题。

　　部分原因是摩尔定律在没有产生功耗问题的同时，提高了硅芯片的性能；还有部分原因来自于处理器架构的提升，可以通过更聪明的方法来执行乱序执行（out-of-order execution）、分支预测（branch prediction）以及解决所有其他设计上遭遇的困难。摩尔定律提高了时钟（clock cycle）频率，而架构的改善也提高了每个时钟周期可执行的命令数（IPC）。因此，如果我们需要更高的性能，只需等待即可，当时的生活多美好！

　　然而两件事情的发生使生活不再那么美好：首先，由于功耗限制，不可能再增加微处理器的时钟频率。其次，改变架构也几乎变不出花样了。从某种意义上说，摩尔定律还没有结束，在芯片上仍然可以放置越来越多的晶体管，但不再以增加的单执行线程（single-thread）性能来交付增加的处理器能力，而是以增加处理器核心数量来交付。

　　因此，不如我们使用'核心定律（Core's Law）一词，即处理器核心的数量呈指数增长。但因为我们位在改变曲线的平坦处，所以这一名词并未引起关注，也从未流行。现在，处理器具有48核，甚至128核，这一点明显变成常态，而不太明显的议题则是，运算软件如何适应更多核。

　　正如“技术解密I Clarity 3D Solver与Celsius Thermal Solver的秘密算法”一文中指出：

　　秘密算法其实是一个大规模平行化的矩阵求解器。这是一种突破性算法，是Cadence在系统分析领域的秘密武器。它具有近乎线性的扩展度，而且不影响任何精准度。它运用大量低容量的机器，几乎具有无限的容量，却不需要真正具备任何大型计算机——一个在您需要时派不上用场，或者大多闲置、等待被使用的工具。整个基础架构可动态部署到云端（或数据中心）中，并具有容错重启功能——因为当大量的机器一起使用时，罕见的事也会发生。

　　许多EDA以稀疏矩阵（sparse matrices）形式编码来求解大量方程式。稀疏矩阵是其中大多数项目为零的矩阵。因为不需要显式记录为零矩阵项，这意味着它们可以非常有效地存储在电脑内存中。通常，这些矩阵是对称的，由于只需要记录矩阵的一半，因此可以进一步节省成本。这是因为许多电气特性是对称的：从节点1到节点2的电容与从节点2到节点1的电容相同。

　　Cadence在过去几年中在计算软件（computational software）方面取得的突破之一，就是强调如何在大量核心和/或服务器上使用这些大型稀疏矩阵进行矩阵代数运算，举例来说，Cadence的Voltus、Clarity、Celsius等都是相同的解决方案。现在，Sigrity加入了上述的解决方案。

　　Sigrity X

　　Sigrity X可提供仿真速度和设计处理量高达10倍的性能，而不会影响任何精准度。这是通过在云端（或大型本地数据中心）中进行大规模分布式仿真所实现。基本上与Clarity 3D Solver的基础相同，是以大规模分布式仿真技术，进行兼顾电源影响的信号完整性分析。分析信号完整性的最大挑战之一，就是受到影响的层面广大。功耗会影响温度，进而影响IR drop，再影响到时序，再影响到信号完整性。

　　混合求解器的另一个新发展是多线式检查。信号完整性探索与核心数量呈现线性关系（因为探索的每个配置完全独立，因此不需要连续通讯）。

　　但是，以上并不是最新版Sigrity的唯一变革——Sigrity全新的用户界面'Layout Workbench'非常易于使用。可根据您的喜好，变更成亮色或深色主题画面（正如同手机操作），也可取决于您所在的位置和一天中的时间做出调整——与Clarity 3D Solver所提供的GUI相同。

　　同时，Sigrity 2021还配备了最新的数据库，这使得在机器之间移动仿真文件变得更加容易，因为所有仿真类型的全部内容都封装在了单个文件中。保存功能也得到了改进，可以处理任何其他依赖的仿真数据（dependencies）。

　　以下的范例说明了新版本性能的显著提升:

　　当前，信号完整性分析的两个热门领域是PAM4和DDR5内存接口：

　　PAM4是一种使用四个电平、每个（恢复的）时钟周期传输两位的信号技术，它可应用于112G SerDes，以及即将到来的PCIe 6.0标准（尚未最终确定，但纳入PAM4则不会更改）。有关更多讯息，请参阅文章“112G的信号完整性”<微信内部链接>

　　DDR5是DDR DRAM接口的最新版本，正逐渐成为内存接口市场的流行领域。DDR5有望在2022年成为最常用的接口（Cadence与美光（Micron）已经持续在DDR5接口技术开发上合作多年）。

　　新版本的使用经验

　　关于客户的成功案例，Renasas表示：

　　新一代Sigrity 2021让我们的IC封装签核的重要流程得到了显著改善；过去耗时超过一天的仿真现在可以在短短几个小时内完成。我们很高兴在生产设计中采用了这项新技术，将验证过的性能提高了10倍。

　　另一则成功案例则来自5G芯片领域，Mediatek表示：

　　新一代的Sigrity版本不仅可以以相同的精准度，让大量设计的分析速度提高10倍，而且还能扩展到过去无法分析的更大、更复杂的设计中。这款构建生产力的产品帮助我们省去好几个礼拜的设计时间，加快产品交付速度。

　　转载自Cadence楷登PCB及封装资源中心微信公众号

　　上海搏嵌电子技术有限公司(英文：Shanghai BoardChain Electronics Technology Co.,Ltd.)是Cadence官方授权代理商，在PCB设计、IC设计、封装设计、系统分析、模拟仿真等方面为客户提供高效的技术解决方案和专业的研发工具，欢迎致电咨询：400-0519-668。