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Shift Left抢占科技经济先机

时间:2020-03-04 作者:Aart de Geus,董事长兼联席CEO 新思科技 阅读:
在近年来算力和算法获得多项突破,每个领域都呈指数级递增, 人类正以历史上前所未有的速度进行技术变革的大环境下,为了实现支撑“万物智能”时代而发展的计算架构会不会因为进入后摩尔时代,其性能、功耗和成本持续上升?如果要打造全新Shift Left,以此抢占世界科技经济先机,又需要具备哪些关键因素?
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在近年来算力和算法获得多项突破,每个领域都呈指数级递增, 人类正以历史上前所未有的速度进行技术变革的大环境下,为了实现支撑“万物智能”时代而发展的计算架构会不会因为进入后摩尔时代,其性能、功耗和成本持续上升?如果要打造全新Shift Left,以此抢占世界科技经济先机,又需要具备哪些关键因素?YKsEETC-电子工程专辑

呈指数级发展的数字时代需要EDA工具

人类的知识对技术的发展非常重要,从公元前四十万年前的火,到后来的耕犁等农用工具,到马、车轮、印刷术,到布尔指数还有数字电子,最后到今天的人工智能。所有发展都有一个共同点,就是从工程学影响到科技经济,经过融合,形成指数级影响。YKsEETC-电子工程专辑

这些发展会应用在不同领域,如生物、生态、智能等,还有其它一些中间领域。举个例子,印刷机的出现就给人类技术的发展带来深远影响。首先是字母的产生,然后有了金属的活字、墨水、纸张,后来有了螺旋压机。中国在公元前六七百年就有了雕版印刷,德国是在公元后1440年才出现活版印刷。五百年之后出现了另一种印刷技术,即布尔字母和逻辑库,然后又出现了平版印刷。YKsEETC-电子工程专辑

晶体管、电子设计和自动化让我们进入了数字时代,在这个呈指数发展的时代,为了让项目不再延误,我们需要综合考虑结果的质量(QOR)、实现结果的时间(TTR)和实现结果的成本(COR),以期用最低的成本、最快的时间达到最好的结果 。YKsEETC-电子工程专辑

在过去50年的时间里,新思科技一直致力于加快产品的开发周期。电子设计自动化(EDA)帮助我们实现用电脑程序来设计最先进的芯片,通过把信息输入电脑,抓取相关的信息,建立模型, 进行模拟、分析、优化和自动化操作,最后不断地重复利用,产生IP核。YKsEETC-电子工程专辑

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Aart de Geus,董事长兼联席CEO 新思科技YKsEETC-电子工程专辑

EDA产业的终极形式是AI

人工智能的发展就是抓取数据,在网络中建模,然后学习、解码,最后将其深化成一个自动行为的过程。YKsEETC-电子工程专辑

通过模拟建模和机器学习,我们能够了解和预估未来可能出现的失败,在此过程中,技术由原来的规模复杂性转化成系统复杂性。YKsEETC-电子工程专辑

这一转变具有重大意义。以正发生重大变革的汽车行业为例,未来的汽车越来越方便, 越来越快捷,也越来越安全。一辆汽车中通常包含四到五个关键的电子系统,无论是建立汽车基本架构还是汽车连网,都离不开芯片,因为汽车开发需要耗费大量的时间,所以需要虚拟原型提前验证。这不仅需要芯片,还要建立系统、架构和模型,对软件和硬件进行验证,然后才能进行应用。YKsEETC-电子工程专辑

又例如,气侯变暖已经威胁到人类的生存状态,因此我们需要能够预测气侯的变化。从1970 年代至今,虽然气侯的模型越来越复杂,但是数据分析越来越精确。只有通过数据模型才能更好地了解气侯的变化,解决全球变暖的问题。YKsEETC-电子工程专辑

电子自动化设计工具是加速AI芯片应用的重要手段,而设计、封装工具有AI的加持,也可以加速验证过程、提高结果质量、优化功耗和性能。例如,要仿真一个复杂的模拟电路可能需要一个专家花费几个月的时间去测试。但是如果训练仿真器,根据场景去进行设置,再通过一些例子去教会EDA工具将自己设置成一个专属于这种场景的仿真,就会极大地提高效率和成功率。YKsEETC-电子工程专辑

目前新思科技已拥有一整套AI解决方案,解决了AI系统芯片(SoC)的设计和验证挑战,促进了AI算法以及硬件和软件的快速开发。YKsEETC-电子工程专辑

“Shift Left”加速开发流程

今天半导体发展非常迅速,根据摩尔定律,整个半导体市场的规模会变得更大,芯片成本会越来越高,芯片尺寸会越来越小。现在最大的AI设计用芯片有1.2万亿个晶体管,边长达到22厘米,未来同等级别的芯片或许可以缩小为一个指甲盖大小。因此,我们可以开发专用芯片,设计全新的架构,以适应具体的行业和领域,然后解决功耗、性能、安全等挑战。YKsEETC-电子工程专辑

软件可以解决安全性问题,但软件本身也有安全性问题,因此开发完成后需要检查软件安全性,找出问题并不断解决问题。特别是在我们用到很多开源软件的情况下,开源会产生数据泄露的问题,所以我们需要在整个开发过程的最早期就开始介入,并在之后的开发过程中解决这些问题,实现Shift Left。YKsEETC-电子工程专辑

例如,汽车的开发通常要经过三个阶段:概念阶段、开发阶段和生产阶段,这通常需要60个 月时间。在市场中,每年还需要进行调整和更新。第一次打样,把所有系统整合在一起,然后放进软件里试运行,又会发现很多意料之外的状况。我们能做什么呢?和芯片设计一样,我们思考的是:能不能加快这个步骤?通过虚拟开发, 可以将这样一个流程的开发周期提前。在推出子系统之前对它进行虚拟开发,通过我们的虚拟技术来对产品进行测试,这种虚拟开发将会成为快速开发的核心要素,贯彻在车辆生产的整个生产周期中。YKsEETC-电子工程专辑

“虚拟开发”就是建立一个虚拟模型来模拟真实情况。如果在电脑上模拟,就可以对这个模型做出很多的拷贝,软件供应商得到这些拷贝后可以在有主板之前开发软件,从而加快所有环节的速度,结果跟用真实产品去做调试完全一样。把软件开发提前,也就是把所有步骤向左移动(Shift Left)。YKsEETC-电子工程专辑

对于汽车厂商来说,软件和机械、电子元件同样重要,软件在开发过程中需要不断试错和调整。怎样应对开源代码中可能存在的许多漏洞呢?新思科技会在开发过程中同步完成测试,就像虚拟开发,在设计软件的时候,不断检测可能存在的漏洞,并马上做出调整。YKsEETC-电子工程专辑

在软件开发中,检测步骤向时间轴的左端推移(Shift Left),产品设计在初期即涉及代码安全等诸多实现,从而加速设计进程、缩短设计时间并提高设计成功率。YKsEETC-电子工程专辑

结语

智能互联关系到是否能实现指数级的发展,关系到每个领域里都需要Shift Left的控制和管理,关系到质量、时间和成本的调整。我们面临很多挑战和验证问题,需要打造很多虚拟原型和样本,以处理性能、安全、隐私、可靠性等问题,最后通过协作来共同解决问题。YKsEETC-电子工程专辑

责编:Yvonne GengYKsEETC-电子工程专辑

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