Astera Labs utilise AWS pour accélérer le développement de puces

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Respecter les échéances de tape-out (enregistrement)

Dans le développement des semi-conducteurs, le processus de conception des puces intégrées culmine dans la phase de tape-out, au cours de laquelle les conceptions des puces sont délivrées pour la fabrication des plaquettes. Pour les entreprises de semi-conducteurs telles qu'Astera Labs, la phase d'enregistrement nécessite une capacité de calcul considérable pour effectuer rapidement des simulations complexes et pour placer et acheminer des millions de transistors qui représentent physiquement la puce. Astera, fondée en 2017 dans la Silicon Valley californienne, est une entreprise de semi-conducteurs sans usine qui développe des solutions de connectivité adaptées pour les systèmes centrés sur les données. « Nous devons être en mesure de mettre à l'échelle nos charges de travail pendant le développement pour exécuter de nombreuses simulations en parallèle, afin de vérifier que notre puce fonctionnera comme prévu et offrira la qualité élevée que nos clients attendent », explique Sanjay Gajendra, directeur commercial d'Astera Labs.

Si Astera n'est pas en mesure d'effectuer suffisamment de simulations pendant le processus de conception et de vérification des puces, l'entreprise risque de passer à côté de défauts de conception potentiels. « Nous n'avons qu'une seule chance et, si nous commettons une erreur, il faut compter six à neuf mois pour trouver l'erreur et régler le problème », explique M. Gajendra. « Ce processus est très coûteux et chronophage, ce que nous ne pouvons pas nous permettre en tant que start-up ».

« Nous avons terminé la conception de notre puce en moins d'un an sur AWS, alors qu'il aurait fallu des années pour utiliser un environnement HPC sur site ».

Sanjay Gajendra, directeur commercial, Astera Labs

  • À propos d'Astera Labs

  • Astera Labs, Inc., une entreprise de semi-conducteurs sans usine dont le siège social est situé dans la Silicon Valley, en Californie, développe des solutions de connectivité adaptées aux systèmes centrés sur les données. Le portefeuille de produits de la société comprend des circuits intégrés semi-conducteurs adaptés aux systèmes, des cartes et des services permettant une connectivité PCIe robuste.

  • À propos d'Intel

  • Intel est le premier concepteur et fabricant mondial de processeurs hautes performances pour serveurs, PC, appareils IoT et appareils mobiles. Les ingénieurs d'AWS et d'Intel travaillent ensemble depuis plus de 10 ans, construisant du matériel personnalisé pour garantir que les services AWS fonctionnent sur une plateforme optimisée pour les charges de travail des clients, au meilleur rapport qualité-prix. Les processeurs Intel Xeon Scalable équipent les instances Amazon EC2 pour aider les entreprises à améliorer les performances de leurs charges de travail nécessitant beaucoup de ressources système.

  • Avantages
    • Exécute plus de 1 000 simulations de conception de puces en une nuit sur AWS
    • Permet de concevoir une puce en quelques mois au lieu de plusieurs années
    • Respect des délais pour le processus tape-out
    • Permet d'éviter de passer de nombreux mois et de dépenser des millions de dollars pour corriger des erreurs de conception de puces
  • Services AWS utilisés

Exécution de charges de travail HPC sur AWS

Afin de relever les défis potentiels liés au respect des échéances de tape-out, Astera exécute ses charges de travail HPC dans le cloud Amazon Web Services (AWS) depuis la création de l'entreprise. « Nous avons pensé que le cloud public nous offrirait une plus grande capacité de mise à l'échelle et serait moins coûteux que l'achat et la maintenance d'une batterie de serveurs », explique Gajendra. « Nous avons choisi AWS parce que nous le considérions comme le leader du secteur du cloud et que nous étions convaincus que les services AWS nous aideraient à minimiser nos risques ».

Astera a travaillé avec Six Nines, un partenaire de conseil de premier plan du réseau de partenaires AWS (APN), pour créer un environnement de calcul intensif destiné à prendre en charge les simulations de conception et de vérification de puces. La plateforme fonctionne sur des milliers d'instances Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) R5, C5, et z1d, alimentées par des processeurs Intel Xeon Scalable. La société utilise les instances R5 et C5 pour exécuter des tâches de conception physique et de simulation et les instances z1d pour les simulations de longue durée qui nécessitent les machines virtuelles les plus rapides possibles. Astera utilise également des compartiments Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) pour stocker plus de 100 To de données.

Six Nines et AWS Professional Services ont aidé Astera à mettre en œuvre la plateforme HPC sur AWS en deux semaines seulement, au lieu des trois mois qu'il aurait fallu à Astera pour installer la plateforme dans un centre de données, avec AWS Professional Services pour concevoir et configurer l'environnement.

Exécution de centaines de simulations de conception de puces en parallèle

Astera peut désormais exécuter des centaines de simulations de conception de puce en parallèle et accélérer le temps de vérification de la conception en utilisant AWS. « Nous pouvons implémenter une conception de puce très complexe sur AWS », déclare Gajendra. « AWS a amélioré notre environnement de conception et de vérification de puces, de sorte que nous disposons des ressources de calcul dont nous avons besoin pour exécuter plus de 1 000 simulations par nuit. Cela serait très difficile à réaliser dans un centre de données sur site, compte tenu des besoins en capitaux ». Grâce à ses nouvelles capacités, Astera a pu achever la mise en place d'une nouvelle puce qui met en œuvre la spécification PCIe 5.0, laquelle permet d'atteindre une bande passante de 2 To/s sur une interface x16. Cette puce répond aux exigences de l'industrie en matière d'interconnexions à large bande passante et à faible latence.

En s'appuyant sur AWS, Astera peut également identifier et corriger rapidement les bogues dans un environnement virtuel avant que la conception d'une puce ne soit envoyée en phase de tape-out. Grâce à cela, l'entreprise a terminé le processus de conception et de vérification de sa nouvelle puce malgré un calendrier très serré. « Nous avons terminé la conception de notre puce en moins d'un an sur AWS, alors qu'il aurait fallu des années pour utiliser un environnement HPC sur site », explique M. Gajendra. « En utilisant AWS pour permettre la capacité de mise à l'échelle du cloud et fournir les derniers types d'instances afin d'éliminer les goulots d'étranglement pour nos concepteurs, nous avons réduit notre temps de cycle pour les phases de vérification de la conception et la mise en œuvre physique par un facteur de deux ou plus ». En outre, Astera peut produire plus de modèles de puces et des produits de meilleure qualité que ses concurrents grâce à la capacité de mise à l'échelle des calculs que permet AWS.

Éviter des millions de dollars de coûts

En tirant parti de son processus de développement de puce plus efficace, Astera évite de passer plusieurs mois à corriger des erreurs et d'investir des millions de dollars pour revoir la conception d'une nouvelle puce après la phase de tape-out. « Nous ne voulons pas que notre puce tombe en panne en production ou dans les systèmes de nos clients et que nous devions passer des mois à résoudre le problème », explique M. Gajendra. « Nous pouvons éviter ce problème en garantissant un tape-out de haute qualité en utilisant AWS ».

L'entreprise bénéficie également de l'utilisation de plusieurs zones de disponibilité AWS pour maintenir la haute disponibilité de son environnement HPC pendant la conception et le développement. Gajendra déclare : « Dans l'ensemble, grâce à AWS, nous pouvons respecter les délais stricts du secteur, répondre aux attentes en matière de performances des dispositifs et continuer à nous concentrer sur la création des meilleures puces que nous pouvons créer ».

En savoir plus

Pour en savoir plus, consultez le site thinkwithwp.com/hpc.