Synopsys Revela PrimeSim Continuum: Plataforma Unificada de Simulação para Design IC Hiper-Convergente

À medida que o design de chip cresce cada vez mais intrincado, componentes e tecnologias diversos convergem em circuitos integrados (ICs) hiper-convergentes. Gerenciar essa complexidade requer um único framework de análise coeso. A Synopsys atende essa necessidade com o PrimeSim Continuum, um workflow unificado de simulação de circuito que aborda tanto a escala quanto a heterogeneidade de chips modernos de memória, IA, automotivo, e 5G.

Estreado na conferência internacional de usuários SNUG World, o PrimeSim Continuum agrupa quatro engines de alto desempenho — PrimeSim SPICE, PrimeSim Pro, PrimeSim HSPICE, e PrimeSim XA — em um ambiente seamless. A plataforma entrega análise abrangente, aumenta produtividade, e simplifica uso, formando a pedra angular da suíte de custom design da Synopsys.

SoCs de hoje integram um espectro de componentes — de grandes memórias embedded high-speed e front-ends analógicos a circuitos I/O complexos operando em taxas de dados 100 Gb+ — tudo dentro de um único die ou package. Esses elementos, frequentemente fabricados em diferentes process nodes ou empilhados em configurações 2.5D/3D, adicionam camadas de complexidade de design e verificação.

Nodes de tecnologia avançada amplificam parasitas, variabilidade de processo, e reduções de margem, demandando mais simulações, runtimes mais longos, e maior precisão. O resultante overhead de custo e tempo pode impedir time-to-market e qualidade.

"Para abordar isso, você precisa de um sistema de engines de simulação com workflow unificado. Nenhum simulador SPICE único atualmente lida com tudo," disse Hany Elhak, Diretor de Grupo de Product Management da Synopsys. "PrimeSim Continuum aborda tanto complexidade sistêmica quanto de escala com engines sign-off-quality ajustados para designs analógicos, mixed-signal, RF, custom digital, e memória."

Aproveitando arquiteturas SPICE e FastSPICE de próxima geração e computação heterogênea CPU/GPU, o PrimeSim Continuum otimiza uso de recursos, encurtando tempos de simulação e reduzindo custos enquanto mantém precisão gold-standard.

High-Bandwidth Memory: Um Case Study

High-bandwidth memory (HBM) exemplifica a necessidade de simulação integrada. HBM empilha múltiplos dies DRAM atop um SoC em um 3DIC ou SiP, ligados por through-silicon vias (TSVs) e microbumps em um interposer. Verificação deve abranger todo o subsistema de memória, realizando análise multidimensional em níveis de componente e subsistema.

Principais requisitos de simulação incluem:

• Análise cross-technology (lógica, analógico, memória, I/O)
• Múltiplos tipos de análise (analógico, digital, mixed-signal)
• Modelagem de subsistema large-scale e chip-level
• Estudos avançados de confiabilidade (elétrico, térmico, electro-térmico, temporal)
• Avaliação de integridade de sinal
• Análise de variabilidade de processo e estrutural

À medida que nodes encolhem, o volume de simulações dispara para atender targets de confiabilidade e yield, demandando modelagem precisa de integridade de sinal através de interposers e manipulação robusta de estresses electro-térmicos e parasitas.

Design enablement assim demanda workflows que convergam objetivos de power, performance, area (PPA), e custo.

"PrimeSim Continuum representa um breakthrough revolucionário em inovação de simulação de circuito com aceleração heterogênea compute em GPU/CPU, estabelecendo um novo patamar para soluções EDA," disse Sassine Ghazi, COO da Synopsys. "Nossos clientes beneficiam-se de anos de P&D e inovação partnership-driven embutida nas tecnologias next-gen do PrimeSim Continuum, complementando nossa plataforma modern custom design e Verification Continuum."

Elhak destacou a Kioxia como early adopter, notando que os designs de flash memory da empresa integram sistemas complexos — memória, analógico, mixed-signal, e custom digital blocks — que requerem tecnologias distintas de design e sign-off.

Shigeo (Jeff) Ohshima, SSD Application Engineering Tech Executive da Kioxia, comentou: "Um workflow convergido em torno de uma solução comum de simulação de circuito é necessário para atender nossos targets de time-to-results e custo. A solução all-in-one do PrimeSim Continuum entrega precisão, velocidade, e capacidade para nossos designs complexos. O ambiente PrimeWave fornece um workflow unificado através de todas as disciplinas de simulação, permitindo sign-off seamless dos designs de memória da Kioxia. Colaboração efetiva e acesso a tecnologias next-gen são fundamentais para nossa parceria com a Synopsys."

PrimeSim Pro para Aceleração de Performance

O PrimeSim Pro, um componente central do PrimeSim Continuum, é uma arquitetura FastSPICE de próxima geração que entrega análise fast, high-capacity para designs modernos de DRAM e Flash memory. O contínuo escalonamento de arquitetura de memória levou a designs maiores e mais complexos que demandam maior performance e capacidade de simulação.

Jung Yun Choi, Corporate Vice President da Memory Design Technology Team na Samsung Electronics, notou: "PrimeSim Pro pode entregar aceleração de performance de até 5x em nossos designs full-chip power delivery network. Sua arquitetura next-gen mantém o ritmo com capacidades avançadas de memória, ajudando-nos a atender targets agressivos de time-to-results."

Parceria NVIDIA

A arquitetura next-generation do PrimeSim SPICE alavanca tecnologia GPU da NVIDIA para fornecer a performance necessária para análise abrangente de analógico e RF enquanto mantém precisão sign-off.

Edward Lee, Vice President of Mixed-Signal Design na NVIDIA, disse: "À medida que workloads de compute modernos evoluem, o tamanho e complexidade de designs analógicos moveram-se além da capacidade de simuladores tradicionais. GPUs NVIDIA permitem ao PrimeSim SPICE acelerar simulação de circuito, reduzindo sign-off time de blocos analógicos de dias para horas."

Jaehong Park, Executive Vice President e Head of Foundry Design Platform Development na Samsung Electronics, adicionou: "O workflow unificado do Synopsys PrimeSim Continuum entregou speedup de 10x com precisão SPICE gold para nosso design recente de Ethernet 56 Gbps, cortando verificação de dias para horas."

Workflow Unificado para Análise e Sign-off

O PrimeSim Continuum integra PrimeSim SPICE, PrimeSim Pro, PrimeSim HSPICE (o gold-standard para foundation IP e integridade de sinal), e PrimeSim XA (FastSPICE para verificação SRAM e mixed-signal). O PrimeWave oferece um ambiente consistente e flexível através de todos os engines, otimizando setup de design, análise, e post-processing para uma experiência de sign-off streamlined.