模擬速度提升200倍 晶片設計殺手級利器登場

2015年底,蘋果手機爆出「晶片門事件」,同樣產品分別採用台積電和三星生產的應用處理器,在耗電、效能、散熱等項目上,都有不同的差異,這一事件,讓消費者開始正視3C產品如何能兼具低功耗與高效能的產品品質。

要馬兒跑得快又要馬兒吃得少,就是目前晶片設計的困境,更不妙的是,目前晶片設計流程越來越複雜,開發時程動輒一年半,如果設計的晶片在投產之後,才發現有過熱、耗電等瑕疵,必須重新設計,等於這一年半的投資心血都付諸流水。

功耗與熱感知電子系統層級平台技術,將成為台灣晶片設計業的神兵利器,(圖片來源:工研院)

 

「有沒有可能在設計初期就提供全系統功率與熱模擬環境,讓廠商減少風險?」這個靈光一現的想法,成為工研院「功耗與熱感知電子系統層級平台技術」的關鍵突破口!工研院資訊與通訊研究所嵌入式系統與晶片技術組組長吳文慶表示:「預先透過平台模擬、驗證,就能知道晶片應用於系統中會遭遇什麼問題,」透過此系統分析模擬平台,晶片設計可快速建模,驗證時程由原本的三至六個月以上,縮短到一個月,而模擬的精準與速度,也獲得國際肯定,入圍2017全球百大科技研發獎。

工研院資通所嵌入式系統與晶片技術組副組長盧俊銘表示,一支手機如果將來的使用情境是聽音樂、玩遊戲、播放影片、上網或拍照等,手機晶片在開發過程中便應該針對這些使用情境進行檢驗與把關,確保晶片在功能、性能、耗能等方面能夠滿足使用需求。要做到這一點,就必須提高晶片設計驗證的層級,才能在合理的時間內,由軟體應用的角度完成晶片驗證,這其中的挑戰是模擬速度與精確度。

「耗電與過熱」是近年晶片設計關注的重點,因此研究團隊將功率與熱的模擬放入系統,透過此平台,可了解晶片中不同區塊在各種應用情境下的耗電與散熱情況。舉例來說,如果設計者想知道晶片未來在手機上進行3D繪圖遊戲時會不會過熱,可以運用此平台進行模擬,以瞭解在設定的使用情境下晶片運行時的表面溫度,甚至還能知道晶片熱點(Hotspot)所在的位置與發生的時機,大幅改善了晶片設計與驗證的效率。

「即便是模擬一個簡單的應用情境,例如播放一秒鐘的影片,對設計者來說都是相當大的挑戰,因為晶片模擬的時間單位是奈秒(nanosecond),兩者之間相差了十的九次方(1秒=109奈秒)。這在過去需要耗時數個月的模擬時間,現在使用此平台僅需半天,速度提升了200倍。同時,工研院團隊自主研發的專利技術,還能提升整體精確度至90%以上。」

功耗與熱感知電子系統層級平台技術,降低了晶片開發的風險與時程,尤其物聯網時代來臨,萬物都需要植入晶片,市場上對晶片需求與晶片複雜度都將大幅躍進,晶片設計業的速度與產品品質,是未來的決勝關鍵。工研院的功耗與熱感知電子系統層級平台技術,為台灣晶片設計業增添神兵利器,市場潛力可期。

 

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