Astera Labs 使用 AWS 促进芯片开发

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赶上交付的最后期限

在半导体开发期间，设计集成芯片的流程会以交付阶段告终，此时芯片设计将投入晶圆制造。对像 Astera Labs 这样的半导体公司来说，进入设计交付阶段需要大规模计算容量，来快速开展复杂的模拟，并布设与路由数百万件晶体管以物理方式代表芯片。2017 年，Astera 在加利福尼亚州的硅谷成立，它是一家无晶圆厂半导体公司，致力于为以数据为中心的系统开发专用的连接解决方案。“我们必须能够在开发期间扩展我们的工作负载，并行运行众多模拟，以便于验证我们的芯片将如预期运转，并且提供我们的客户所期待的高质量”，Astera Labs 的首席业务官 Sanjay Gajendra 说道。

如果 Astera 不能在芯片设计和验证流程当中运行足够模拟，该公司将面临无法找出可能的设计缺陷的风险。“我们只有一次机会，如果我们犯错，就意味着需要六到九个月时间来发现错误并解决问题”，Gajendra 补充道，“这个过程的成本非常高，而且费时，对于我们这样的初创公司来说是不可承担之重。”

“与使用本地 HPC 环境所需的时间相比，我们在 AWS 上完成芯片设计的时间不到一年。”

Sanjay Gajendra，Astera Labs 首席业务官

  • 关于 Astera Labs

  • Astera Labs, Inc. 是一家总部设在加州硅谷的无晶圆厂半导体公司，致力于为以数据为中心的系统开发专用的连接解决方案。该公司的产品组合包括，系统感知半导体集成电路、电路板，以及实现稳健 PCIe 连接所需的服务。

  • 关于英特尔

  • 英特尔是全球领先的服务器、个人计算机、IoT 设备和移动设备的高性能处理器设计及制造商。AWS 和英特尔工程师拥有 10 多年合作关系，构建定制硬件以确保 AWS 服务能够在针对客户工作负载进行了优化的平台上运行，从而实现最佳价值。英特尔至强可扩展处理器为 Amazon EC2 实例提供支持，以帮助企业为其计算密集型工作负载提高性能。

  • 优势
    • 在 AWS 上快速运行超过 1,000 个芯片设计模拟
    • 在几个月内完成芯片设计，而不需要数年
    • 赶上设计交付流程的最后期限
    • 避免使用几个月时间和数百万美元来修复芯片设计错误
  • 使用的 AWS 服务

在 AWS 上运行 HPC 工作负载

为了克服要赶上设计交付最后期限的可能挑战，Astera 从公司成立开始便在 Amazon Web Services (AWS) 云中运行其 HPC 工作负载。“我们认为，与购买及维护服务器农场相比，公有云会为我们提供更多可扩展性，而且成本较低”，Gajendra 说道，“我们之所以选择 AWS 是因为，我们将其视作云行业的领导者，对 AWS 服务能够帮助我们将风险最小化抱有信心。”

Astera 与 Six Nines（AWS 合作伙伴网络 (APN) 的核心级咨询合作伙伴之一）合作建立了 HPC 环境，以支持芯片设计和验证模拟。该平台在数千个 Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) R5、C5 和 z1d 实例上运行，并由英特尔至强可扩展处理器提供支持。公司使用 R5 和 C5 实例来运行物理设计和模拟作业，并将 z1d 实例用于需要尽可能最快速虚拟机的长期运行模拟。Astera 还使用 Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) 存储桶来存储超过 100 TB 数据。

Six Nines 和 AWS 专业服务帮助 Astera 仅用了两周时间在 AWS 上实施 HPC 平台，Astera 原本需要花三个月在数据中心设置平台，并由 AWS 专业服务对环境进行设计和配置。

并行运行数百个芯片设计模拟

Astera 现在可以利用 AWS 并行运行数百个芯片设计模拟，并缩短设计验证的时间。“我们可以在 AWS 上实施非常复杂的芯片设计”，Gajendra 说道，“AWS 优化了我们的芯片设计和验证环境，因此我们有快速运行超过 1,000 个模拟所需的计算资源。考虑到资本要求，要在本地数据中心做到这一点非常之难。” 借助于它的新功能，Astera 有能力完成可实施 PCIe 5.0 规格的新芯片设计交付，从而在 x16 接口上实现 2 TB/秒的带宽。这些芯片符合行业的高带宽和低延迟互连要求。

凭借 AWS，Astera 还可以在发送交付芯片设计前发现并修复虚拟环境当中的错误。其结果是，尽管时间紧张，该公司还是为其新的芯片完成了芯片设计和验证流程。“与使用本地 HPC 环境所需的时间相比，我们在 AWS 上完成芯片设计的时间不到一年”，Gajendra 表示，“利用 AWS 来实现云的可扩展性并提供最新的实例类型，从而消除了我们的设计师所面临的瓶颈；我们将设计验证运行和物理实现的周期时间缩短了一半，甚至更多。” 此外，由于 AWS 实现的计算可扩展性，Astera 可以比其竞争对手制作出更多芯片设计，以及更优质的产品。

避免数百万美元成本

通过利用其更有效率的芯片开发流程，Astera 可以避免花数个月时间纠正错误，或在设计交付后投入数百万美元对新的芯片设计进行整改。“我们不希望看到我们的芯片在生产或客户的系统中发生故障，然后用几个月时间来修复问题”，Gajendra 说道，“我们可以通过使用 AWS 来确保高质量的交付，从而避免发生这个问题。”

公司还使用多个 AWS 可用区在设计和开发期间维持其 HPC 环境的高可用性，并从中获益。Gajendra 总结道：“总体而言，我们可以使用 AWS 来满足严苛的行业最后期限要求，符合设备性能期望，并继续专注于制造我们能够构建的最佳芯片。”

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如需了解详情，请访问 aws.amazon.com/hpc。