華為出手！四大舉措助力EDA模擬效率大幅提升！

作者：電子創新網張國斌

在12月29日召開的2022 中國（深圳）積體電路峰會暨全球儲存器行業創新論壇主論壇上，華為快閃記憶體儲存領域總裁黃濤發表了題為《華為 OceanStor 儲存，為半導體行業提供可靠資料加速底座 》主題演講，全面闡述了華為資料儲存助力EDA模擬加速以及面向半導體設計製造的系列解決方案。

面向四大場景，為半導體行業加速

當前數字經濟成為經濟增長新動能，其中半導體行業是關鍵。同時，隨著半導體技術不斷進步，晶片的複雜度、電路設計難度越來越高，半導體行業面臨著晶片模擬耗時長、EDA模擬壓力大、上市週期壓縮三大挑戰。針對半導體行業面臨的挑戰，華為OceanStor儲存透過系列產品與解決方案的創新，面向半導體EDA及MASK模擬、半導體CIM智慧製造、半導體產線AI質檢4大場景，為半導體行業提供可靠資料儲存底座。

晶片生產活動中，99%以上的執行和決策依賴於CIM（Computer Integrated Manufacturing）系統，CIM是半導體制造工廠的生命級系統，對可靠性、安全性的要求極高。華為提供業界唯一的SAN/NAS免閘道器Active-Active雙活解決方案以及業界唯一的高階全互聯儲存架構，提供99。99999%的高可靠性，保障半導體產線業務零中斷。

在工廠數字化改造過程中，以AI質檢代替傳統質檢方式，是企業提高生產效率的必然選擇。針對AI質檢場景中，海量圖片和資料對儲存及分析有很強的訴求，華為基於OceanStor Dorado全快閃記憶體、OceanStor混合快閃記憶體儲存及DME資料儲存管理引擎提供百億檔案秒級檢索、超期資料自動刪除、冷熱資料自動分級等功能特性，助力企業降本增效。

此外，面向IC初創企業，華為推出支援EDA一體化設計及模擬系統的計算型儲存。單個裝置融合計算、儲存、網路和虛擬化的能力並提供豐富的企業級NAS特性，為初創EDA設計企業提供物超所值、簡單易用的高效能方案。

面向半導體EDA及MASK模擬這一重要場景，華為根據實際業務訴求，做出了系列最佳化以助力半導體企業在EDA模擬海量小檔案場景下實現模擬效率提升。

熟悉IC設計的人都知道，過去十年中，IC設計中模擬驗證成本的增長速度遠高於設計成本。資料表明，包括工程師、軟體、硬體在內的驗證資源佔到整個前端設計的70%，而設計本身只佔30%，所以模擬驗證在整個積體電路行業當中的佔比會越來越高，而且隨著工藝的升級，該佔比還在提升（如上圖所示），所以要確保晶片高效開發，就要提升模擬的效率。

與此同時，隨著模擬任務數大規模增加，模擬壓力也在增加，以某著名IC設計公司為例，2017年該公司EDA模擬JOB數是14億 ，到了2021年已暴增到127億！5年增加了近10倍！模擬數目的暴增也要求參與模擬的IT裝置要隨之迭代升級，並對併發能力、頻寬、效能有新的要求。

華為資料儲存如何加速EDA模擬，實現效率提升30%？

華為OceanStor Dorado全快閃記憶體的NAS功能透過三項關鍵技術即全域性分散式檔案系統、智慧佈局、FlashLink智慧盤控配合演算法，就分別解決了小檔案百萬次的讀取和快速定位的問題、將海量小檔案的訪問時延降低到0。5ms、最大程度發揮SSD效能達到上千萬OPS的指標，整體實現了比業界高30%的效能。

據筆者瞭解，目前華為OceanStor Dorado全快閃記憶體EDA儲存解決方案已經大量商用，很多知名企業都採用了該解決方案用於模擬設計！

那麼，華為資料儲存是如何大幅度提升EDA模擬效率的？這要從EDA模擬的資料檔案和EDA模擬儲存面臨的挑戰來分析。

我們都知道EDA模擬主要分前端業務和後端業務。前端業務主要以RTL編碼模擬為主，資料特點基本都是KB級別的小檔案，並且主要是8KB左右的檔案為主，超過60%以上都是元資料讀寫，這類場景針對儲存的要求就是更高的OPS效能訴求。後端業務，主要以綜合最佳化模擬、編譯網表及網表測試為主，主要是GB級別的大檔案寫場景，這類場景就要求儲存具備高頻寬能力。

而EDA模擬平臺面臨的另一個困境是解決方案不匹配或者不會用，表現在：

1、伺服器本地盤方案資源利用率低投資浪費

2、共享儲存方案選型不對、導致模擬效能差影響研發進度。

3、專業儲存不會規劃使用。

在同華為資料儲存專家的交流中瞭解到，針對EDA模擬場景中的系列挑戰，華為資料儲存透過四大舉措提升模擬效率！

1、從儲存層面針對EDA場景8項最佳化提升模擬效能30%+

針對海量小檔案場景，最佳化IO效能。EDA場景會有大量刪除臨時檔案的操作，華為OceanStor Dorado全快閃記憶體儲存專門針對刪除操作做了CPU綁核處理，專核專用，確保高負載情況下操作不卡頓。

華為資料儲存採用全域性共享的分散式檔案系統，基於目錄均衡打散，消除控制器的瓶頸，支援自動遷移熱點目錄到空閒控制器上，實現自動負載均衡。

2、全快閃記憶體介質升級，能效最佳化降低整體TCO

儲存介質主要分HDD機械硬碟以及SSD全快閃記憶體硬碟。以前大多數IC設計企業，會選擇採用1。2TB左右的HDD機械硬碟，透過好幾個硬碟櫃來堆儲存效能，但是這樣會導致機房空間、功耗大幅增高。目前越來越多的IC設計企業，尤其是一些先進製程的比如7nm、5nm晶片設計企業，為了效能需求會選擇SSD全快閃記憶體儲存。

從投入產出比看，SSD應用可以大大降低企業的運維成本，相比於傳統儲存需要配置幾十個磁碟機櫃、上萬塊HDD磁碟，SSD只需要幾個機櫃即可；SSD不僅在空間需求上優勢明顯，在能耗、運維成本上也非常突出：相對於HDD，在相同的容量下，SSD的電力能耗降低70%，空間佔用節省50%。在儲存系統中每更換1塊SSD，帶來的節能減排效果，相當於種了150棵樹，以及3360個普通家庭熄燈一小時。

3、儲存層豐富的企業軟體特性，幫助IC設計企業更好的管理資料提升效率

在儲存層，透過豐富的軟體特性設計可以幫助IC企業更好的管理資料，提升效率。IC設計企業在研發過程中可能會有多個專案，專案組之間的資料為了資訊保安需要相互獨立。如只有一套儲存，那麼利用多租戶的特性，可以確保資料安全隔離。在EDA模擬中會產生海量臨時檔案搶佔儲存資源，IC設計企業可以透過給VIP任務設定最低效能要求，保證關鍵任務執行中儲存資源不被搶佔，任務能夠高效順利完成。此外，針對海量小檔案備份效率低的問題，透過底層技術，做到“Disk to Disk”的快速備份，效能提升最大可達10倍。

4、儲存層四級可靠為EDA模擬平臺平穩執行保駕護航

永遠線上的方案：透過業界唯一的NAS Active-Active雙活解決方案，確保單套儲存故障時不會影響生產。

永遠線上的系統：透過RAID-TP可以容忍3塊硬碟同時失效，另外全快閃記憶體儲重構1TB時間只需要15分鐘，解決壞硬碟不影響生產的問題。

永遠線上的架構：透過SmartMatrix全互聯架構和獨有的SMB Failover功能，可以容忍單套儲存系統內單個引擎故障或者7個控制器故障，業務不中斷。

永遠線上的SSD：透過硬碟全域性磨損與反磨損均衡技術，來提升SSD的使用壽命，降低IT運維人員壓力。

結語

一分耕耘一分收穫，華為資料儲存持續投入為中國半導體行業加速發展貢獻力量。半導體行業在未來還將持續且快速的發展。作為半導體行業重要的一環，華為OceanStor儲存，基於深厚的專業底蘊，融合多家頭部設計企業的實際使用訴求，將致力為半導體行業提供可靠加速資料底座。（完）