La complessità dei chip avanzati ha raggiunto un punto in cui le interazioni fisiche tra segnale, potenza e temperatura non possono più essere gestite separatamente. Synopsys ha rilasciato la sua prima suite di soluzioni Multiphysics Fusion, un portfolio che integra strumenti EDA basati su intelligenza artificiale con i motori di analisi di Ansys. L’obiettivo dichiarato è sostituire il tradizionale approccio all’overdesign con un flusso di co-design sistemico, dove le variabili fisiche vengono gestite in modo congiunto fin dalle fasi iniziali dello sviluppo.
Dall’overdesign al co-design fisico integrato
La crescita della densità di integrazione nei nodi avanzati e l’adozione di architetture multi-die rendono critici fenomeni come l’integrità del segnale, le cadute di tensione (IR-drop) e gli effetti termici. Secondo Sanjay Bali, Senior Vice President per la gestione dei prodotti EDA e la strategia in Synopsys, la fisica multipla sta ridefinendo il modo in cui i progetti semiconduttori vengono sviluppati. Il passaggio dall’overdesign costoso a un co-design integrato è reso possibile dall’incorporazione diretta della fisica nei flussi di lavoro digitali e analogici.
La suite si basa su una combinazione di tecnologie Synopsys e Ansys, con l’obiettivo di ridurre le iterazioni di progetto e migliorare la produttività dei team di ingegneria. I flussi di lavoro sono accelerati via GPU, sfruttando le librerie Nvidia CUDA-X.
Quattro aree di intervento: timing, closure, multi-die e analogico
Il portfolio Multiphysics Fusion si articola in quattro domini applicativi principali. Per il timing signoff, l’integrazione tra Synopsys PrimeTime e Ansys RedHawk-SC promette analisi SPICE-accurate con tempi di esecuzione fino a tre volte inferiori rispetto ai flussi tradizionali.
Nel campo del design closure, la soluzione punta a un completamento del progetto fino a dieci volte più rapido, con tassi di successo più elevati nelle Engineering Change Order (ECO) e un miglioramento dei parametri PPA (potenza, prestazioni, area).
Per i progetti multi-die, la piattaforma unificata 3DIC Compiler consente analisi simultanee di integrità di potenza, effetti termici ed elettromagnetici, coprendo l’intero arco che va dal primo abbozzo al signoff finale.
Nel dominio analogico e fotonico, la suite integra analisi elettromagnetiche ad alta precisione nel flusso Custom Compiler, offrendo inoltre soluzioni end-to-end per circuiti integrati fotonici.
Riscontri dai primi utilizzatori industriali
Alcuni grandi player del settore hanno già testato la tecnologia in scenari reali. MediaTek, attraverso il Vice President Harrison Hsieh, segnala che l’integrazione multi-die per piattaforme di calcolo ad alte prestazioni richiede decisioni di sistema anticipate. La tecnologia Multiphysics Fusion, secondo Hsieh, fornisce visibilità precoce sulle interazioni tra domini, riducendo le rilavorazioni nelle fasi avanzate e offrendo un miglioramento della velocità di esecuzione di un fattore dieci.
Nvidia, tramite il Vice President Tim Costa, sottolinea come il co-design fisico sia essenziale per ottenere prestazioni, efficienza e affidabilità su larga scala. L’uso del calcolo accelerato Nvidia e delle librerie CUDA-X ha permesso, nei progetti pilota, di ridurre i tempi di design closure di un fattore cinque.
Samsung Electronics, con Hyung-Ock Kim, evidenzia la necessità di un approccio unificato per il timing signoff ai nodi avanzati, dove IR-drop, effetti termici e stress meccanici devono essere considerati simultaneamente. La piattaforma Synopsys, secondo Kim, offre una correlazione SPICE-accurata e consente il recupero dei margini di progetto.
Anche il gruppo Cisco Silicon One ha adottato la tecnologia per rendere visibili gli effetti IR-drop nelle fasi iniziali, ottenendo una risoluzione più rapida dei problemi di integrità e risultati PPA migliorati.
Disponibilità e risorse
Le soluzioni Multiphysics Fusion per timing signoff, design closure, progetti multi-die e design analogico e fotonico sono disponibili da subito. Synopsys ha pubblicato materiale aggiuntivo, tra cui eBook e blog tecnici, sul proprio sito web all’indirizzo synopsys.com.
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