Arm 使用以 AWS Graviton2 為基礎的 Solido，使驗證 IP 的速度加快 1,000 倍以上

Arm 是半導體智慧財產 (IP) 領域的全球領導者，其研發出的技術可供集成裝置製造商用來建立自身的集成電路 (IC) 產品，如單晶片系統 (SoC)。 Arm 以設計 CPU 核心聞名於世，也提供 SoC 適用的電路 IP 建構區塊，包括 GPU、NPU 和互連元件。為了使其 IP 能上市銷售，Arm 必須證明 IP 具備強大功能，足以確保達到高晶片產能，且符合功耗、性能及面積 (PPA) 的特定目標。Arm 過去使用強力的蒙地卡羅模擬法來確保 PPA 及產量；不過，晶片的設計愈來愈複雜，製程變化也多，繼續採用這種方法的成本過於高昂。

Arm 使用了 Simens EDA 的 Solido Variation Designer 軟體來確保製程全程的 IP 品質、電壓、溫度組合，但與 6-sigma 思維有所差異。現在，Arm 可以依據 6-sigma 思維驗證其 IP 產品，比起使用強力蒙地卡羅方法，速度快上 1,000 倍，而且更精準，涵蓋範圍更大。此外，公司將解決方法移至 AWS Graviton2 處理器執行 (以 Arm Neoverse N1 核心為基礎)，成本因而降低了 24%。 

Arm IP 廣泛用於各種應用程式，包括 IoT 感應器與裝置、智慧型手機及 PC、汽車和工具使用案例，以及雲端資料中心和網路基礎設施。Arm 必須在授權及交付其 IP 之前，依據不同的製造變因和環境條件模擬電路設計，以證明產品可正常運作、符合 PPA 要求且可產生高品質產品。

現代製程節點讓電晶體變小，SoC 因而得以提供高超性能，而且更精準，並且達到最佳功耗。由於生產環境縮小，確保產品精確、有效的誤差範圍也隨之縮減，而且若是採用強力蒙地卡羅方法，則需要進行超大量的模擬工作。這表示需要更多的運算資源、更多的模擬執行時間，證明元件可穩定運作所需的成本也就更加高昂。Arm 深知自己需要想辦法加快在新生產環境中的模擬及 IP 測試速度，而又不影響產品品質或性能。

Siemens EDA 的 Solido Variation Designer 針對變異感知設計和驗證提供全面的工具套件。其運用機器學習技術大幅減少模擬次數，並且具備強力技術的精準度。「我們在 AWS Graviton2 上使用以 Arm Neoverse 技術為基礎的 Solido Variation Designer，以確認我們的標準晶格 IP 符合 6-sigma 思維，而且我們也發現，比起過去使用的強力技術，新方法讓我們的模擬速度變快 1,000 倍以上。」Arm 技術總監 Andrew Evans 表示，「Siemens EDA 完美整合了先進的技術和完善的支援服務，讓我們能夠在所有製程技術平台都達到所需的精準度和效能。」

過去 16 年來，Siemens EDA 的 Solido 團隊一直是將人工智慧用於晶片設計及研發調適性機器學習技術的先鋒。 Solido 的突破性技術大幅加快 SPICE 層級的驗證速度，同時保留完的精準度。晶片設計師因而得以更徹底、更快速地驗證設計，因而能夠設計出性能更高、功率更低且製造成本也更低的晶片。 「Arm 使用的 Solido 技術是全球最先進的 SPICE 層級 IP 驗證解決方案。」Siemens EDA 工程設計總監 Jeff Dyck 表示，「Arm 始終是優秀的技術合作夥伴，我們很高興 Solido 技術能夠協助 Arm 生產效能頂尖、高產量的 IP。」

Siemens EDA 的 Solido 工具協助 Arm 符合其低功耗、高性能及面積最佳化的目標。 Arm 也需要用經濟的方式執行模擬作業。其先使用在內部部署運算農場上建立的自有高性能運算 (HPC) 環境，結果無法達到成本和模擬時間方面的目標。Arm 並不只是升級內部部署所用設備，而是採用如 Amazon Elastic Cloud (Amazon EC2) 的服務針對雲端環境進行最佳化。Arm 可藉助 Spot 執行個體，以多達隨需價格 1 折的成本，善用未使用的 Amazon EC2 容量。有多餘的容量時，Arm 的 HPC 排程引擎可每小時按執行個體以符合 Arm 預算的價格將工作傳送到 Spot 執行個體。 Spot 執行個體非常適合像是 Arm 這樣工作負載無法預期且複雜多變的客戶。

即使將伺服器折扣的因素納入考量，模擬作業仍然是 Arm 運算預算中的大項目。成本最佳化始終是 Arm 工程設計團隊最重視的項目，因為時間花得愈多，花費的成本就愈高，而運算時間又取決於執行工作負載的處理器。 AWS 提供以 Graviton2 處理器為基礎的 Amazon EC2 執行個體時，Arm 看到擴大其現用 Solido Variation Designer 運用範圍的機會：將運用範圍移轉到以 Graviton2 為基礎的執行個體，藉此降低 Arm 的成本達 24%、降低總 CPU 時間達 12%，並提升處理時間達 6%。

Arm 藉由使用 Siemens EDA 以 AWS 為基礎的 Solido Variation Designer 使其產品驗證速度比強力蒙地卡羅方法快 1,000 倍以上，而且涵蓋範圍更大也更精準。工具具備高超運算效率，可在產品製作完成之前模擬產品，並確保最終產品符合 PPA 及產量目標。團隊在 Amazon EC2 M6g 執行個體上部署了以 Graviton2 處理器為基礎的工具，用效率最高的運算資源實現全受管雲端服務的規模與效率。

但故事的走向更美好。想要了解 Graviton2 何以如此效率卓著？ AWS Graviton2 處理器是使用 Arm Neoverse N1 核心建立而成，可從雲端到邊緣，建立高度可擴充的資料中心基礎架構。與當代同級 AWS 執行個體相比，Graviton2 可針對各式各樣的工作負載，呈現高出 40% 的性價比表現。「合作夥伴若採用 Arm IP，我們也可以用來開發下一代產品，整個合作夥伴生態體系都會從合作中獲益。」Arm 設計實現副總裁 Philippe Moyer 表示，「我們稱之為與 Arm 攜手並進。」