GUC ha ingaggiato il Partner AWS proteanTecs per aumentare l'affidabilità e la qualità ASIC su larga scala

La Global Unichip Corporation (GUC) aiuta le aziende di sistemi e semiconduttori a sviluppare circuiti integrati per applicazioni specifiche (ASIC) o microchip. Ogni generazione di ASIC ha un design più complesso delle precedenti e utilizza processi per semiconduttori più avanzati, rendendo più difficile il raggiungimento degli obiettivi di qualità. Ma questi ASIC diventano componenti nei sistemi dei data center, in cui l'operatività e l'affidabilità del sistema sono fondamentali. Per affrontare questa sfida, la GUC ha ingaggiato proteanTecs, partner tecnologico selezionato Amazon Web Services (AWS), che utilizza deep data e machine learning per prevenire i guasti nell'elettronica. La sua soluzione software è in grado di monitorare le prestazioni degli ASIC, anche quando gli ASIC operano sul campo, senza tempi di inattività o interruzioni del sistema. 

"Per fornire rapidamente un feedback alla GUC su una grande quantità di dati, proteanTecs utilizza AWS per raggiungere la scalabilità e la flessibilità necessarie per supportare carichi di lavoro di elaborazione ad alte prestazioni che eseguono milioni di simulazioni ogni giorno", afferma Yuval Bonen, cofondatore e Vice President of Software di proteanTecs. Attraverso la piattaforma di analisi proteanTecs basata su AWS, i clienti della GUC possono monitorare attentamente i propri ASIC per rilevare e riparare in modo proattivo i guasti al silicio.

La GUC si concentra sulla progettazione, sullo sviluppo della proprietà intellettuale (IP) dell'interfaccia e sulla gestione della produzione di ASIC da parte del suo principale azionista, Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC). La fonderia globale di semiconduttori su larga scala ha realizzato 10.761 prodotti diversi utilizzando 272 tecnologie distinte per 499 clienti diversi nel 2019. "Adottiamo un nuovo processo per semiconduttori, una nuova tecnologia di assemblaggio e nuove interfacce prima che il cliente si rivolga a noi con i suoi progetti", afferma Igor Elkanovich, Chief Technology Officer di GUC. "Lavoriamo a stretto contatto con TSMC in modo che, mentre la loro tecnologia è ancora in fase di sviluppo, stiamo già iniziando ad adottarla e sviluppare l'IP in parallelo. "Quando la tecnologia TSMC è disponibile per il cliente, l'IP è già collaudato al silicio e fa parte del flusso di sviluppo della GUC". 

Ogni volta che la GUC rilascia una nuova generazione di ASIC, il design e i processi diventano più complessi. "Abbiamo moltiplicato molte volte il numero di transistor, la complessità dei chip e la potenza di elaborazione e, con la recente rivoluzione nella tecnologia di imballaggio avanzata, ora possiamo assemblare molti chip diversi in un unico pacchetto di circuiti integrati eterogenei", spiega Elkanovich. I grandi circuiti funzionali sono fabbricati utilizzando diversi chip in silicio. "Esiste una fitta interconnessione tra i chip per fornire larghezza di banda e prestazioni elevate ai nostri clienti", afferma Elkanovich. "Richiedono affidabilità perché la maggior parte degli ASIC è destinata ad applicazioni mission critical, come le applicazioni dei data center che crescono in modo esponenziale. E una volta che crescono, l'effetto di ogni guasto peggiora. Vogliamo sviluppare i design più complessi aumentando al contempo l'affidabilità. E questa è una sfida che affrontiamo con proteanTecs". 

La GUC ha incaricato proteanTecs di combinare i dati derivati dalla tecnologia Universal Chip Telemetry incorporata negli ASIC con l'intelligenza artificiale predittiva e l'analisi dei dati, utilizzando il sistema cloud proteanTecs su AWS, per tracciare e riparare i difetti del silicio prima che causino guasti al sistema. Adottando queste misure, la GUC e proteanTecs possono aumentare la qualità e l'affidabilità degli ASIC della GUC.

proteanTecs esegue i suoi carichi di lavoro di elaborazione ad alte prestazioni su istanze Spot Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) basate su processori Intel Xeon. Il suo sistema di orchestrazione dei container Kubernetes funziona anche su istanze Amazon EC2. E ogni volta che proteanTecs rileva un aumento del carico di lavoro, il suo cluster Kubernetes attiva una richiesta per aumentare il numero di istanze Spot in modo che proteanTecs possa elaborare quel carico di lavoro con facilità. L'utilizzo delle istanze Spot riduce i costi di elaborazione dell'azienda di circa il 60%. 

proteanTecs utilizza anche Amazon Relational Database Service (Amazon RDS) per archiviare i metadati delle applicazioni. Amazon RDS semplifica la configurazione, l'uso e il dimensionamento dei database relazionali nel cloud. Questo servizio fornisce una capacità economica e ridimensionabile, automatizzando al contempo le attività di amministrazione più dispendiose in termini di tempo, come il provisioning dell'hardware, l'impostazione del database, il patching e i backup. Ciò consente al team DevOps dell'azienda di risparmiare molto tempo. 

Poiché la privacy dei dati è importante per la GUC, proteanTecs le fornisce un Amazon Virtual Private Cloud (Amazon VPC), che viene eseguito sul proprio sistema utilizzando AWS. Qualsiasi connessione alla soluzione proteanTecs utilizza una rete privata virtuale o un canale chiuso sicuro che riduce i rischi e impedisce a proteanTecs e alla GUC di vedere i dati reciproci.

La GUC e proteanTecs hanno collaborato per la prima volta sull'interfaccia di memoria IP ad alta larghezza di banda di GUC per interconnessioni chip-to-chip 2.5D. Nel design tipico, l'ASIC utilizza diversi componenti di memoria ad alta larghezza di banda con decine di migliaia di linee che li collegano. Durante il normale funzionamento dell'ASIC, proteanTecs raccoglie i dati dall'Universal Chip Telemetry incorporato nell'ASIC e li analizza per valutare l'integrità del segnale delle linee sul campo. Quando proteanTecs rileva una degradazione della qualità di una linea che potrebbe portare a difetti futuri, il sistema la sostituisce con una linea ridondante preinstallata durante il successivo ciclo di manutenzione. Ciò prolunga il ciclo di vita dell'ASIC, previene i guasti al sistema ed evita costose sostituzioni dei sistemi guasti per le applicazioni dei data center dei clienti. L'intero processo viene eseguito senza tempi di inattività o interruzioni del normale funzionamento dei clienti. 

La GUC in precedenza monitorava i suoi ASIC durante il processo di produzione, ma utilizzando proteanTecs, è in grado di mantenere tale visibilità e riparabilità sul campo. "In precedenza avevamo poca visibilità su ciò che accadeva negli ASIC", afferma Elkanovich. "Una volta aggiunta la soluzione proteanTecs, abbiamo avuto una visione completamente diversa. Ora osserviamo e ripariamo effetti fisici che prima non eravamo in grado di scoprire".

La GUC e proteanTecs stanno collaborando alla prossima generazione di interfacce, che saranno sviluppate utilizzando l'assemblaggio di chip 3DFabric di TSMC anziché l'assemblaggio di chip affiancati nella generazione 2.5D. Queste interfacce avranno centinaia di migliaia di linee tra i chip, aumentando notevolmente la potenza di calcolo e la memoria in ciascun ASIC. "Anche nelle primissime fasi di sviluppo, proteanTecs è già parte integrante del nostro meccanismo di monitoraggio e riparazione dell'affidabilità", afferma Elkanovich. "Ora possiamo affrontare insieme l'affidabilità in tutte le fasi di sviluppo, dall'architettura all'implementazione fisica". 

Anche se le applicazioni dei data center dei clienti crescono e gli ASIC diventano più complessi, la GUC continuerà a offrire un monitoraggio ASIC predittivo utilizzando la soluzione offerta dal Partner AWS proteanTecs. "Alcune persone pensano che con la crescente complessità, l'affidabilità sarà inevitabilmente compromessa", dichiara Elkanovich. "Il nostro obiettivo è l'opposto. Vogliamo infatti offrire ai nostri clienti una maggiore scalabilità a un livello di affidabilità ancora migliore".