GTC 2015 :參訪 NVIDIA 模擬實驗室,模擬設計仍是晶片設計過程不可缺的一環

GTC 2015 :參訪 NVIDIA 模擬實驗室,模擬設計仍是晶片設計過程不可缺的一環

在 NVIDIA GTC 2015 活動前一天,走訪了 NVIDIA 位在 Santa Clara 的總部,並且安排亞太媒體參觀了 NVIDIA 的設計實驗室;這次參觀的實驗室是屬於晶片的模擬驗證實驗室,也就是在晶片還未生產出來前用於驗證架構設計的地方。

GTC 2015 :參訪 NVIDIA 模擬實驗室,模擬設計仍是晶片設計過程不可缺的一環

以現代的晶片設計流程,都會藉由電腦輔助的方式先完成架構的模擬,接下來就把模擬後的架構資料送進這個實驗室內;這個實驗室的意義何在?簡單的說就是透過機房內的模擬器把架構模擬出來並進行驗證,確保實際投入生產的架構在效能與相容性上無虞,無論是 GeForce GPU 或是 Tegra 應用處理器都需要經過這間實驗室的考驗。

GTC 2015 :參訪 NVIDIA 模擬實驗室,模擬設計仍是晶片設計過程不可缺的一環

作為關鍵靈魂的,就是這些由 Cadence 生產的模擬器, Cadence 是一家提供 EDA 電子設計自動化的公司,提供晶片開發所需要的模擬軟體以及模擬器。這些模擬器搭載了客製化的處理器,可用於模擬透過 Cadence 開發軟體開發出的架構,在功能上有點類似 FPGA 可程式化晶片,但由於是為了模擬高效能的晶片,在性能與彈性都遠超過市場上多數的 FPGA 。

你可以把這套模擬器平台視為放大版的晶片,它本身的架構透過接收模擬軟體撰寫的架構形式,透過其運算能力去模擬未來晶片生產之後的架構與效能,可搶在正式量產前先確認是否有相容性與功能性的問題。

GTC 2015 :參訪 NVIDIA 模擬實驗室,模擬設計仍是晶片設計過程不可缺的一環

然而這麼大的一台模擬器是不可能裝進一般的 PC 系統進行驗證,所以模擬器本身還提供高速輸出通道,將系統發出的信號輸出到講者右手拿著的輸出端子。

GTC 2015 :參訪 NVIDIA 模擬實驗室,模擬設計仍是晶片設計過程不可缺的一環

GTC 2015 :參訪 NVIDIA 模擬實驗室,模擬設計仍是晶片設計過程不可缺的一環

再將信號端子安插到一張相近於真實顯示卡但沒有搭載 GPU 的信號接收板上;你可以視為模擬器就是外接的 GPU 或是 Tegra 晶片,透過橋接的方式把 Pin 角輸出到講者手中所拿的信號接收板。

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接下來就是把這張信號接收板安裝到各種不同類型的標準 PC 主機板的 PCIe 插槽上,例如一般 Windows 個人電腦、 Mac 或是 Server 上,接著就是安裝包括軟體、遊戲、 CUDA 應用等等驗證架構的效能與相容性。

GTC 2015 :參訪 NVIDIA 模擬實驗室,模擬設計仍是晶片設計過程不可缺的一環

透過模擬晶片架構,能夠在送到晶圓廠試生產前盡可能減少設計上的問題,通常在一款晶片架構設計完成後,會需要在此實驗室反覆進行測試以及除錯,一旦發生問題就馬上通報架構工程師設法解決,通常要經過數個月的驗證後確定沒有狀況才會請晶圓廠開始試產;然而透過這樣先進的硬體架構模擬測試,也能確保在基礎設計上沒有問題。

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