Współczesne projektowanie zaawansowanych układów scalonych, takich jak procesory CPU, jednostki GPU czy systemy sztucznej inteligencji, staje się coraz bardziej złożonym wyzwaniem inżynieryjnym. Aby sprostać rosnącym wymaganiom, NVIDIA wdrożyła własny procesor Vera do optymalizacji procesów projektowych. Dzięki współpracy z liderami branży oprogramowania EDA (Electronic Design Automation), firmami Cadence i Synopsys, inżynierowie zyskali narzędzie znacząco przyspieszające kluczowe etapy tworzenia nowej generacji chipów.
Wydajność w służbie inżynierii
Proces tworzenia półprzewodników wymaga lat pracy, podczas których inżynierowie przeprowadzają tysiące iteracji, weryfikując zachowanie układu i identyfikując potencjalne błędy. Choć technologie oparte na GPU i sztucznej inteligencji zrewolucjonizowały wiele aspektów projektowania, niektóre krytyczne zadania wciąż w dużej mierze zależą od wydajności procesorów centralnych. Dotyczy to zwłaszcza symulacji logicznych, weryfikacji formalnej oraz implementacji cyfrowej, które wymagają szybkiego działania pojedynczych rdzeni, wydajnych systemów pamięci oraz wysokiej przepustowości.
Wczesne testy przeprowadzone przez NVIDIA z wykorzystaniem procesora Vera wykazały imponujące rezultaty w najbardziej wymagających zadaniach obliczeniowych. W porównaniu do dotychczasowych rozwiązań, aplikacje wykorzystujące procesor Vera osiągnęły nawet 1,5-krotny wzrost wydajności. Testy objęły dwa kluczowe narzędzia:
Architektura procesora Vera
Procesor Vera został zaprojektowany z myślą o specyficznych potrzebach inżynierii wysokiej klasy. Jego architektura łączy 88 autorskich rdzeni NVIDIA Olympus z wydajnym podsystemem pamięci LPDDR5X oraz drugą generacją technologii Scalable Coherent Fabric. Takie połączenie zapewnia wysoką przepustowość pamięci i niskie opóźnienia, co jest kluczowe w środowiskach, w których zadania wrażliwe na czas reakcji przeplatają się z wielkoskalowymi testami regresyjnymi.
Skrócenie czasu trwania pojedynczych cykli weryfikacji pozwala inżynierom na ocenę większej liczby wariantów projektu w tym samym czasie. Dzięki temu możliwe jest szybsze przejście od etapu opisu zachowania układu na poziomie RTL (Register-Transfer Level) do etapu gotowego krzemu. Wczesna identyfikacja problemów w tym połączonym łańcuchu narzędzi pozwala uniknąć kosztownych poprawek na późniejszych etapach produkcji.
Strategia rozwoju i przyszłość
Wdrożenie procesora Vera wewnątrz własnych struktur inżynieryjnych NVIDIA jest elementem szerszej strategii firmy, zakładającej dopasowanie architektury obliczeniowej do konkretnego zadania. Podczas gdy GPU i AI przyspieszają pracę wielu algorytmów, wysokowydajne procesory CPU pozostają fundamentem symulacji i weryfikacji.
Firma planuje kontynuować ten model rozwoju, tworząc pętlę zwrotną między projektowaniem krzemu, optymalizacją oprogramowania a inżynierią systemową. Kolejnym krokiem w tym procesie będzie wprowadzenie procesora nowej generacji o nazwie Rosa, opartego na rdzeniach NVIDIA Rigel. Dzięki temu każda kolejna generacja układów NVIDIA będzie projektowana przy użyciu technologii wypracowanych przez poprzednią, co ma zapewnić ciągły postęp w wydajności i efektywności procesów inżynieryjnych.