Semiconductor Engineering sprak met Aart de Geus, voorzitter en oprichter van Synopsys, om te praten over de verschuiving van chips naar systemen, transistors van de volgende generatie, en wat er nodig is om multi-die-apparaten te bouwen in de context van snelle veranderingen en andere systemen.

SE: Wat zijn de grootste veranderingen die je tegenwoordig in de chipindustrie ziet, en waarom nu?

de Geus: Het gaat niet alleen meer om de grootte van de transistors. Angstroms zijn echt coole nomenclaturen en ze vertegenwoordigen een heel nieuw tijdperk. Maar het zijn zaken als stroomafgifte aan de achterkant die echt interessant zijn. En je vraagt ​​je misschien af: 'Waarom hebben we dit niet eerder gedaan?' Het antwoord is dat het heel moeilijk en duur was.

SE: We hebben ook glazen interposers en substraten, die nieuwe manieren vereisen om met verschillende materialen om te gaan. Dit alles gebeurt ook heel snel.

de Geus: Ja, en als je eenmaal zegt dat dit ding met meerdere dobbelstenen een kans heeft, is de race begonnen om de eerste te produceren. Intel noemde Ponte Vecchio als de eerste substantiële, en wij waren erbij betrokken om dat mogelijk te maken. Daaruit zijn veel lessen voortgekomen, maar de belangrijkste les is dat het mogelijk is. Het is niet anders dan: "Oh, kun je naar de maan gaan?" Als je daar eenmaal bent, is het mogelijk, en nu kunnen er nog veel meer dingen in de ruimte gebeuren. Dit geldt voor veel menselijke inspanningen. Wat bepaalt op welk moment het mogelijk wordt, is de technologie. Het is dit kruispunt van de vraag of de technologie goed genoeg en mogelijk is, en of deze betaalbaar is. Je kunt ook zeggen: 'Het is betaalbaar, maar we weten niet helemaal hoe we het moeten doen.' Zodra die horizon zichtbaar is, zijn de vindingrijkheid en de technische vooruitgang opmerkelijk snel.

SE: Er zijn veel nieuwe ideeën en er is veel onzekerheid over welke van de grond zullen komen.

de Geus: Dat is een normale toestand als je in de kritische massazone aankomt. Mensen ruiken: 'Daar is daar een.' En nu is de vraag wat er eigenlijk wel of niet is, en die race is begonnen.

SE: Moeten we akkoord gaan met een of andere 80/20-regel of 90/10 om dit te laten werken met voldoende schaalvoordelen?

de Geus: Ik denk niet dat je het ermee eens hoeft te zijn. Je moet winnen. Winnen betekent dat je de technologische vergelijking hebt opgelost, zodat deze geweldig en betaalbaar is. Synopsys was vier of vijf jaar geleden een pionier met AI, omdat we via een hele reeks stappen automatisch substantiële stukken chips konden optimaliseren. De ontwerpstroom zelf werd geoptimaliseerd, niet alleen een individuele tool. Het is niet alleen dat de lay-out beter is geworden. Daar hebben we de afgelopen veertig jaar aan gewerkt, en de afgelopen vijftien jaar met machine learning. Maar opeens zijn het nu meerdere stappen, inclusief de timing, de kracht en de vormfactoren. Ik herinner me het eerste ontwerp waarin ik het zag werken, omdat we begonnen, en op een gegeven moment kregen er steeds meer versies van. En de versies werden beter en beter en beter en beter totdat het ophield, wat het beste was wat we konden doen. Dat was hetzelfde moment en gevoel en dezelfde grafische weergave als 40, wat onze eerste synthese was, waar we plotseling een oplossing op de kaart konden zetten die beter was dan wat een mens in een fractie van de tijd zou kunnen doen.

SE: Tot op zekere hoogte werkt EDA al jaren met een of andere vorm van AI, toch?

de Geus: Ja, en de productcodenaam was destijds Socrates, en de 'es' was expertsystemen. En de realiteit was dat het expertsysteem een ​​beetje een expert was. Het was echt een goed amateursysteem. Maar het was dit idee dat bepaalde menselijke stappen vervangen kunnen worden door iets beters. Automatiseer het vervolgens en automatiseer het in de toekomst zelf. Dat was toen de artikelen erover werden gepubliceerd, dat is 40 jaar geleden. Synopsys is 37 jaar oud, maar de technologie waarmee we zijn begonnen is Socrates.

SE: Een van de gebieden die zich tegen dit soort automatisering hebben verzet, is analoog. Wat gebeurt daar? Is het vooral digitaal? Is het nog grotendeels analoog?

de Geus: Analoge chips zijn altijd een beetje van beide. Ze worden heel goed gescheiden en ze worden op verschillende manieren geoptimaliseerd. Waar we het nu over hebben, is eindelijk analoog beter en beter en beter. En de uitdaging met analoog is dat er een configuratie is die een schema is van welke transistor met welke transistor praat en hoe groot deze zijn. En dan is er natuurlijk nog de lay-out, die niet zo automatisch is als bij digitaal. Je moet beide dingen parallel optimaliseren. Bij digitaal heb je een aantal vragen. Is de functie correct? Hoe snel is het? En hoeveel stroom verbruikt het? Einde verhaal. Bij analoog moet elk signaal aan allerlei andere beperkingen voldoen in termen van de hoeveelheid gehannes – op- en neerwaartse spanning, gevoeligheid, temperatuur, enzovoort – en dat is een complexe reeks fysieke vergelijkingen. Dat optimaliseren was aanvankelijk veel moeilijker, maar nu kunnen we dat verbazingwekkend goed doen – zelfs beter dan een mens.

SE: Als we het analoge ontwerp kunnen versnellen, besparen we een hele stap, toch?

de Geus: Ja, en we hebben het analoge ontwerp ruim twee keer sneller kunnen maken. Wanneer we een nieuwe bibliotheek van alle interfaceblokken ontwikkelen, zijn deze meestal digitaal. Maar ze hebben allemaal een PHY, het fysieke deel, en dat is analoog. Dat zijn vaak de bottlenecks. We hebben het digitale gedeelte onder de knie en we weten wat het moet doen. We kunnen de plaats en route voor het bestand synthetiseren en automatiseren. De uitdaging is het afstemmen ervan, en daarom zijn deze tools zo krachtig. Als je dat kunt versnellen, kun je veel sneller naar het volgende knooppunt gaan.

SE: Heb je de analoge ontwerpers ervan overtuigd deze tools te gebruiken?

de Geus: De sleutel is om mensen te laten inzien: 'Als ik dit gebruik, kan ik iets beters doen.' Het was hetzelfde verhaal in 1987, toen we de synthese uitrolden. Slechts ongeveer 3% van de klanten klaagde dat we hun baan wegnamen, en als je zo denkt, gaat je baan weg. Maar de meerderheid dacht: 'O, dit is fantastisch, want nu kan ik iets groters en snellers doen.'

SE: Wie gaat deze mogelijkheden pushen? Zullen het de chipmakers zijn, of systeembedrijven, of een nieuw soort bedrijf?

de Geus: Het zullen de chipbedrijven zijn die hier vandaag zijn, omdat ze weten hoe moeilijk het is. Een gloednieuw bedrijf weet niet precies hoe ze zich daarmee zullen onderscheiden. De adoptie komt van de bestaande gebruikers. Het is niet zo dat je plotseling een geheel nieuwe methodologie moet pushen. Het is incrementeel. Het breidt uit wat u zelf kunt doen.

SE: Bereiken we het stadium waarin computers alomtegenwoordig zijn, waardoor de doos bijna irrelevant wordt?

de Geus: De vraag is altijd: is wat mogelijk is wenselijk, en is wat wenselijk is ook mogelijk? De tweede categorie is eigenlijk de moeilijkere, omdat die de mensheid vooruit brengt. Het klinkt een beetje grandioos, maar dat kan de mensheid letterlijk vooruit helpen. Er zijn zoveel gebieden die opengaan omdat er technische discontinuïteiten zijn opgetreden bij een prestatieverbetering van 10x die je met 2x niet zou kunnen bereiken.

SE: Maar ontwerpen worden ook steeds ingewikkelder en duurder, dus mensen verwachten dat ze langer meegaan. Tegelijkertijd hebben we een veel korter zicht op hoe snel de innovatie plaatsvindt.

de Geus: Dat was gedurende de jaren 2000 goud voor de mobiele industrie. Je had amper de vijf functies op je telefoon ontdekt die je nodig had voordat je echt de volgende nodig had, want dat was 'zo gisteren'. Dat is een beetje vertraagd, maar er zijn nog meer functies. Ik heb net een demo gezien van een telefoon die live taal kan vertalen, zodat ik iets in het Frans kan zeggen en het in het Engels kan horen. Dat is behoorlijk verbazingwekkend.

SE: Maar met de stijgende kosten wil je dat apparaat toch langer houden, toch? En u wilt uw auto niet na drie jaar inruilen.

de Geus: Dat klopt, en dit is een hele grote uitdaging. Het roept de vraag op: 'In hoeverre kun je een auto maken die modulair is qua elektronica?' De autofabrikant heeft daar erg moeite mee, omdat ze moeten beslissen hoe groot de sprong is naar het volgende knooppunt. Als ze een grote sprong maken, hebben ze meer tijd, maar het is ook veel moeilijker. En auto’s moeten echt veilig en betrouwbaar zijn. Meestal rekenen ze op het upgraden van de software. En we weten hoe dat voelt op onze telefoon, want elke keer dat je een upgrade krijgt, werkt het niet helemaal.

SE: Wat dacht je van een model waarbij je je auto binnenbrengt voor onderhoud en zij de chiplets vervangen?

de Geus: Daarmee komt een hoop software om te schrijven. De verificatie van dit alles zal om veiligheidsredenen een grote uitdaging worden. Dat is vanaf het begin onze taak als hightechindustrie. Mensen willen blijven geloven dat chips altijd foutloos zullen zijn, en de realiteit is dat dat niet zo is.

SE: Moet de chipindustrie dus overschakelen op veerkracht in plaats van bugvrij?

de Geus: Veerkracht is goed, maar redundantie is duur.

SE: In het verleden hebt u op aangrenzende gebieden gewezen als het logische uitbreidingspunt voor EDA-leveranciers. Is dat nog steeds het geval?

de Geus: De uitdaging is om overeenkomsten te vinden. Het is onze taak om de technologie vooruit te helpen, maar tegelijkertijd ook voor partners die net even anders zijn. Ruim tien jaar lang hebben wij in de eerste plaats een IE-collectie ontwikkeld voor TSMC, omdat zij veruit de grootste waren. Maar het is dezelfde verzameling die nu wordt gebruikt voor Intel en Samsung. Dit is erg belangrijk voor de eindklanten, omdat ze met dezelfde kernen kunnen ontwerpen en kunnen beslissen waar ze silicium gaan gebruiken, en dit vermindert het risico. Dus stilletjes zijn we zowel een punt van gemeenschappelijkheid als een instrument voor hun differentiatie. Neem bijvoorbeeld de stroomafgifte aan de achterkant. Intel leidde daarin en we hebben ongeveer 24 maanden geleden enkele optimalisaties doorgevoerd. Ik zag 24 maanden geleden: 'Oh, dit wordt gaaf.'

SE: Met die aanpak omzeil je een hele reeks metaallagen, om nog maar te zwijgen van het verminderen van de ruis, toch?

de Geus: Precies. Het is alsof je in plaats van een waterleiding door je woonkamer te leiden, deze ook in de grond kunt leggen. Het is allemaal technonomie.

SE: Het is ook een evolutionaire industrie, toch? Elke nieuwe stap wordt op iets anders gebouwd.

de Geus: We vergeten de enige les die we in 1997 hebben geleerd, namelijk dat niets werkt over capaciteit heen. En dus willen al onze klanten het meest geavanceerde, maar veranderen ze niets.

SE: Hoe ziet Synopsys zichzelf, gezien dit alles, tegenwoordig? Is het een EDA-bedrijf of iets anders?

de Geus: We bevinden ons nog steeds in het hart van hightech, omdat we de delen van het exponentiële raken die het snelst veranderen, terwijl we zowel een speler als een klant zijn van het equivalent aan de softwarekant, namelijk de hele super AI-ontwikkeling . We zijn overgegaan van schaalcomplexiteit naar systemische complexiteit, omdat systemische complexiteit meer multidimensionaal is en meer partijen omvat. Dit is het verschil tussen additieve complexiteit versus multiplicatieve complexiteit. Bij vermenigvuldiging krijgen we allemaal nul als er één enkele nul is. Het maakt niet uit of het de machine is die de chip op het bord legt en een pin buigt. Het maakt niet uit met hoeveel angstrom je werkt, de verbogen pin maakt geen verbinding. Je moet beter worden in teamspel. We gaan van een kleine band naar een groter orkest, maar de trompetten moeten nog steeds binnenkomen als de drums binnenkomen.

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
• PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
• Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
• Bron: https://semiengineering.com/thinking-big-from-chips-to-systems/