NVIDIA khai thác Vera CPU để tăng tốc thiết kế CPU và GPU thế hệ tiếp theo

Sự phức tạp của thiết kế chip hiện đại tiếp tục tăng lên khi các nhóm kỹ sư làm việc để phát triển CPU, GPU và các hệ thống AI ngày càng tinh vi. Để giúp đáp ứng thách thức đó, NVIDIA đang hợp tác với các nhà lãnh đạo ngành Cadence và Synopsys để tối ưu hóa các ứng dụng tự động hóa thiết kế điện tử (EDA) quan trọng cho NVIDIA Vera CPU.

NVIDIA hiện đang triển khai Vera trên các quy trình làm việc EDA được sử dụng để phát triển thế hệ CPU và GPU tiếp theo của mình, cho thấy kiến trúc CPU hiệu suất cao có thể giúp tăng tốc một số tải công việc kỹ thuật đòi hỏi khắt khe nhất trong ngành.

Tăng tốc các tải công việc EDA quan trọng

Điều đang bị đe dọa là tốc độ sản xuất chip. Đến lượt nó, nhịp độ của các công nghệ ngành có lợi từ việc tăng cường tải công việc EDA, đẩy động lượng phát triển.

Các công nghệ mô phỏng, xác minh và triển khai đóng vai trò trung tâm trong phát triển bán dẫn. Từ rất lâu trước khi một chip được đưa vào sản xuất, các kỹ sư dành nhiều năm để xác nhận hành vi, xác định các trường hợp góc và tinh chỉnh thiết kế thông qua hàng nghìn lần lặp.

Ad

Trong khi GPU và AI đã tăng tốc nhiều khía cạnh của thiết kế chip, một số tải công việc EDA quan trọng vẫn phụ thuộc nặng vào hiệu suất CPU. Mô phỏng logic, xác minh chính thức và các phần triển khai kỹ thuật số thường phụ thuộc vào các lõi cá nhân nhanh, hệ thống bộ nhớ hiệu quả và thông lượng tổng thể mạnh mẽ.

Điều đó làm cho kiến trúc CPU trở thành một yếu tố quan trọng trong việc xác định nhanh chóng như thế nào các nhóm kỹ sư có thể xác nhận thiết kế, khám phá các phương án thay thế và đưa sản phẩm tiến tới tapeout.

 

Nhấn mạnh kết quả sơ bộ với Cadence và Synopsys

Kiểm tra ban đầu của NVIDIA bao gồm một số ứng dụng EDA hàng đầu. Kết quả cho thấy khả năng của Vera trong việc tăng tốc hai giai đoạn tính toán chuyên sâu nhất trong thiết kế chip hiện đại. Kiểm tra sơ bộ trên các quy trình làm việc cấp sản xuất được chọn cho thấy kết quả đầy hứa hẹn.

Cadence Jasper, một nền tảng xác minh chính thức, sử dụng công nghệ chứng minh thông minh và học máy để tìm và sửa lỗi và cải thiện năng suất xác minh sớm trong chu kỳ thiết kế.

Synopsys VCS, một giải pháp xác minh chức năng hiệu suất cao được sử dụng để mô phỏng và xác thực các thiết kế chip phức tạp trước khi sản xuất, đã sử dụng cùng số lõi trong bài kiểm tra.

Cả hai ứng dụng cho thấy hiệu suất cao hơn tới 1.5x trên các khối lượng công việc được chọn.

Ngoài kết quả benchmark, NVIDIA đang làm việc chặt chẽ với cả hai công ty về phân tích ứng dụng, tối ưu hóa phần mềm và điều chỉnh cấp hệ thống nhằm cải thiện năng suất kỹ thuật trên nhiều quy trình công việc hơn theo thời gian.

Đưa Vera vào Quy trình Thiết kế

NVIDIA đang triển khai Vera trong toàn bộ các quy trình công việc EDA được sử dụng để tạo ra các bộ xử lý NVIDIA trong tương lai.

Vera kết hợp 88 lõi CPU NVIDIA Olympus tùy chỉnh với một hệ thống bộ nhớ LPDDR5X hiệu quả cao và thế hệ thứ hai của NVIDIA Scalable Coherent Fabric được thiết kế để cung cấp hiệu suất trên mỗi lõi mạnh mẽ, băng thông bộ nhớ cao và độ trễ thấp ổn định cho các ứng dụng kỹ thuật đòi hỏi khắt khe.

Những khả năng này đặc biệt quan trọng cho các khối lượng công việc kết hợp các công việc nhạy cảm về độ trễ với kiểm thử hồi quy quy mô lớn trên các trang trại tính toán. Thực thi nhanh hơn có thể rút ngắn các lần chạy xác minh cá nhân, trong khi thông lượng lớn hơn cho phép các kỹ sư đánh giá nhiều phương án thiết kế hơn và hoàn thành nhiều xác thực hơn trong cùng một cửa sổ phát triển.

Từ RTL Đến Silicon

Sau khi xác định kiến trúc và vi kiến trúc của một bộ xử lý, các kỹ sư mô tả phần lớn hành vi của nó ở cấp độ truyền tải thanh ghi (RTL). Sau đó, nhiều công nghệ xác minh và triển khai cùng hoạt động để biến thiết kế đó thành silicon có thể sản xuất được.

Các quy trình làm việc này bao gồm mô phỏng logic, xác minh chính thức, kiểm thử hồi quy và triển khai kỹ thuật số, giúp kỹ sư kiểm tra chức năng, xác định các trường hợp góc và chuyển đổi thiết kế thành silicon có thể sản xuất.

Vì các giai đoạn này có liên kết với nhau, cải thiện thông lượng xác minh có thể giúp các tổ chức xác định vấn đề sớm hơn và giảm các lặp lại thiết kế tốn kém ở phía sau.

Xây Dựng Chip NVIDIA Tương Lai Với CPU NVIDIA

Việc triển khai Vera trên các quy trình kỹ thuật của chính NVIDIA phản ánh một chiến lược rộng hơn: tăng tốc mỗi tải công việc với kiến trúc tính toán phù hợp nhất cho nhiệm vụ.

Trong EDA, GPU và AI tiếp tục tăng tốc nhiều thuật toán, trong khi CPU hiệu suất cao vẫn cần thiết cho các khối lượng công việc mô phỏng, xác minh và triển khai quan trọng. Cùng nhau, chúng giúp cải thiện hiệu suất của chu kỳ thiết kế tổng thể.

Nhìn về phía trước, NVIDIA có kế hoạch xây dựng trên Vera với CPU Rosa thế hệ tiếp theo, được cung cấp bởi lõi NVIDIA Rigel, trong khi tiếp tục tối ưu hóa các ứng dụng EDA hàng đầu trên lộ trình CPU của mình.

Bằng cách sử dụng CPU NVIDIA để giúp thiết kế các CPU và GPU NVIDIA trong tương lai, công ty đang tạo ra một vòng lặp phản hồi liên tục giữa thiết kế silicon, tối ưu hóa phần mềm và kỹ thuật hệ thống, với mỗi thế hệ giúp xây dựng thế hệ tiếp theo.

Tìm hiểu thêm về NVIDIA tại DAC 2026.

 

____
Bài viết liên quan