A Astera Labs usa AWS para acelerar o desenvolvimento de chips

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Atender aos prazos de tape-out

No desenvolvimento de semicondutores, o processo de projeto de chips integrados culmina na fase de tape-out, na qual os projetos de chip são liberados para fabricação de wafer. Para empresas de semicondutores como a Astera Labs, chegar à fase de tape-out requer uma enorme quantidade de capacidade computacional, para realizar simulações complexas rapidamente e colocar e rotear milhões de transistores que representam fisicamente o chip. A Astera, fundada em 2017 no Vale do Silício, na Califórnia, é uma empresa de semicondutores sem fábrica que desenvolve soluções de conectividade para sistemas centrados em dados. “Precisamos ser capazes de dimensionar nossas workloads durante o desenvolvimento para executar muitas simulações em paralelo, para verificar se nosso chip funcionará conforme o esperado e fornecerá a alta qualidade que nossos clientes esperam”, diz Sanjay Gajendra, diretor de negócios da Astera Labs.

Se a Astera não conseguir executar simulações suficientes durante o processo de design e verificação do chip, a empresa corre o risco de perder potenciais falhas de design. “Temos uma chance e, se cometemos um erro, é um processo de seis a nove meses para encontrar o erro e corrigir o problema”, diz Gajendra. “Esse processo é muito caro e demorado, o que não podemos pagar como uma startup.”

“Concluímos nosso design de chip em menos de um ano na AWS, em comparação com os anos que levaria usando um ambiente HPC on-premises.”

Sanjay Gajendra, diretor de negócios, Astera Labs

  • Sobre a Astera Labs

  • A Astera Labs, Inc., uma empresa de semicondutores sem fábrica com sede no Vale do Silício, na Califórnia, desenvolve soluções de conectividade específicas para sistemas centrados em dados. O portfólio de produtos da empresa inclui circuitos integrados semicondutores com reconhecimento de sistema, placas e serviços para permitir conectividade PCIe robusta.

  • Sobre a Intel

  • A Intel é a principal designer e fabricante mundial de processadores de alta performance para servidores, PCs, dispositivos IoT e dispositivos móveis. Os engenheiros da AWS e da Intel trabalham juntos há mais de dez anos, criando hardware personalizado para garantir que os serviços da AWS sejam executados em uma plataforma otimizada para workloads do cliente com o melhor valor. Os processadores Intel Xeon escaláveis alimentam as instâncias do Amazon EC2 para ajudar as empresas a impulsionar a performance de suas workloads com uso intensivo de computação.

  • Benefícios
    • Execução de mais de mil simulações de design de chip durante a noite na AWS
    • Conclusão do design do chip em meses, em vez de anos
    • Cumprimento os prazos para o processo de tape-out
    • Prevenção de gastos de muitos meses e milhões de dólares corrigindo erros de design de chip
  • Serviços da AWS usados

Execução de workloads de HPC na AWS

Para enfrentar os possíveis desafios no cumprimento dos prazos de tape-out, Astera executou suas workloads de HPC na nuvem Amazon Web Services (AWS) desde a fundação da empresa. “Pensamos que a nuvem pública nos daria mais escalabilidade e custaria menos do que comprar e manter um parque de servidores”, diz Gajendra. “Escolhemos a AWS porque a consideramos líder no setor de nuvem e confiamos que os serviços da AWS nos ajudariam a minimizar nosso risco.”

A Astera trabalhou com a Six Nines, um parceiro de consultoria Premier da Rede de Parceiros da AWS (APN), para criar um ambiente HPC a fim de dar suporte ao projeto de chip e simulações de verificação. A plataforma funciona em milhares de instâncias R5, C5 e z1d do Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2), alimentadas por processadores Intel Xeon escaláveis. A empresa usa as instâncias R5 e C5 para executar projetos físicos e trabalhos de simulação e as instâncias z1d para simulações de longa duração que exigem as máquinas virtuais mais rápidas possíveis. O Astera também usa o Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) para armazenar mais de 100 TB de dados.

A Six Nines e os AWS Professional Services ajudaram a Astera a implementar a plataforma HPC na AWS em apenas duas semanas, em vez dos três meses que a Astera levaria para configurar a plataforma em um datacenter, com o AWS Professional Services projetando e configurando o ambiente.

Executar centenas de simulações de design de chips em paralelo

A Astera agora pode executar centenas de simulações de design de chip em paralelo e acelerar o tempo de verificação de design usando a AWS. “Podemos implementar um design de chip muito complexo na AWS”, diz Gajendra. “A AWS melhorou nosso design de chip e ambiente de verificação, de modo que temos os recursos computacionais necessários para executar mais de mil simulações durante a noite. Isso seria muito difícil de fazer em um datacenter on-premises, dado o requisito de capital.” Com seus novos recursos, o Astera foi capaz de completar o tape-out de um novo chip que implementa a especificação PCIe 5.0, que atinge 2Tbits/s de largura de banda em uma interface x16. O chip atende aos requisitos do setor para interconexões de alta largura de banda e baixa latência.

Contando com a AWS, o Astera também pode identificar e corrigir rapidamente bugs em um ambiente virtual antes que um design de chip seja enviado para tape-out. Como resultado, a empresa terminou o design do chip e o processo de verificação para seu novo chip, apesar de um cronograma agressivo. “Concluímos nosso design de chip em menos de um ano na AWS, em comparação com os anos que levaria usando um ambiente HPC on-premises”, diz Gajendra. “Usando a AWS para permitir a escalabilidade da nuvem e fornecer os tipos de instância mais recentes para eliminar gargalos para nossos designers, reduzimos nosso tempo de ciclo para execuções de verificação de projeto e implementação física em um fator de dois ou mais.” Além disso, a Astera pode produzir mais designs de chips e produtos de maior qualidade do que seus concorrentes, como resultado da escalabilidade de computação habilitada pela AWS.

Evitando milhões de dólares em custos

Aproveitando o processo de desenvolvimento de chip mais eficiente, a Astera evita gastar vários meses corrigindo erros e investindo milhões de dólares para revisar um novo design de chip após um tape-out. “Não queremos que nosso chip falhe na produção ou nos sistemas de nossos clientes e passe meses corrigindo o problema”, diz Gajendra. “Podemos evitar esse problema garantindo um tape-out de alta qualidade usando a AWS.”

A empresa também se beneficia do uso de várias zonas de disponibilidade da AWS para manter a alta disponibilidade de seu ambiente de HPC durante o projeto e o desenvolvimento. Gajendra diz: “No geral, usando a AWS, podemos cumprir prazos rígidos do setor, atender às expectativas de performance do dispositivo e continuar focando na criação dos melhores chips que podemos construir”.

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