지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어, 지멘스 EDA 사업부는 집적회로(IC) 설계 팀이 대상 공정 기술에 관계없이 차세대 IC 설계의 복잡성 증가로 인해 발생하는 정전기 방전(ESD) 문제를 신속하게 식별하고 해결할 수 있는 자동화 솔루션을 발표했다. 지멘스는 Calibre PERC 소프트웨어의 성능과 AI 기반 지능형 IC 설계 검증 플랫폼인 솔리도 시뮬레이션 제품군(Solido Simulation Suite)의 SPICE 정확도를 결합하여 IC 설계의 모든 단계에 걸쳐 파운드리 룰 이행 여부를 빠르고 정확하게 확인할 수 있는 방법을 제공한다. 전체 칩 레벨 검증을 지원하는 이 솔루션은 엔지니어링 팀이 기존 및 신규 공정 노드 모두에서 설계 및 제조 과제를 더 잘 관리할 수 있도록 지원한다. 상황인지형 검사(context-aware checks)를 통해 결과의 정확성을 개선하는 동시에 물리적, 회로, 전기 및 신뢰성 IC 설계 검증에 소요되는 시간을 단축할 수 있다. 이 솔루션의 상황인지 검사 기능을 통해 설계 팀은 ESD 경로를 신속하게 검증하여 파운드리 룰 면제를 확보함으로써 다이 크기를 줄이고 설계를 최적화할 수 있으며, 궁극적으로 설계 팀이 기존 방식보다 8배 더 빠르게 데이터 기반 의사 결정에 도달할 수 있도록 지원한다.     파운드리 ESD 룰은 전 세계 팹리스 기업의 다양한 설계 스타일을 수용하면서 ESD 오류를 방지하도록 설계되었다. 그러나 이러한 룰은 특정 설계 스타일과 미션 프로파일에 대해 지나치게 보수적일 수 있다. 지멘스의 새로운 소프트웨어는 상세한 트랜지스터 수준 고장 모델을 통해 파운드리 룰에 위배될 수 있는 ESD 경로를 신속하게 식별하고 시뮬레이션함으로써, 위험 경로를 SPICE 수준의 정밀도로 식별하여 신속하고 타깃화된 자동 수정을 가능하게 한다. 지멘스는 자동화된 상황인지 IC 설계 검증이 모범 사례가 됨으로써 안정적이고 시기적절한 IC 칩을 신속하게 시장에 출시할 수 있다고 설명했다. 자동 전압 전파, 전압 인식(Voltage-aware) DRC, 로직 기반 레이아웃 프레임워크 내 물리적 및 전기적 정보 통합과 같은 기능을 갖추고 있어 촉박한 일정에 맞춰 작업하는 설계 팀에 도움이 된다는 것이다. 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어의 마이클 뷜러-가르시아(Michael Buehler-Garcia) 캘리버 제품 관리 담당 부사장은 “이 통합은 솔리도의 동적 시뮬레이션과 Calibre PERC의 사인 오프 레벨 ESD 검증의 강점을 결합한 것이다. 이 통합 솔루션은 검증 프로세스의 속도를 높이는 동시에 IC 설계의 신뢰성을 보장하여 고객이 보다 효율적으로 목표를 달성할 수 있도록 지원한다. 이 솔루션은 전체 설계 주기 시간을 단축하기 위해 소프트웨어 포트폴리오의 다양한 요소에서 제공하는 제품을 활용하여 지멘스가 제공할 계획인 일련의 솔루션 중 첫 번째 솔루션”이라고 전했다.

  지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어, 지멘스 EDA 사업부는 진보된 최신 반도체 패키징 2.5D 및 3D 기술과 기판을 사용하여 ASIC 및 칩렛의 계획 및 이기종 통합을 위한 빠르고 예측 가능한 경로를 제공하는 소프트웨어인 이노베이터3D IC (Innovator3D IC)를 발표했다.  지멘스의 Innovator3D IC는 설계 계획, 프로토타이핑 및 예측 분석을 위한 통합 데이터 모델을 갖춘 전체 반도체 패키지 어셈블리의 디지털 트윈을 구축하기 위한 통합 콕핏(consolidated cockpit)을 제공한다. 이 콕핏은 물리적 설계, 다중 물리 분석, 기구 설계, 테스트, 사인오프, 제조 출시까지 모든 과정을 지원한다. 지멘스의 Innovator3D IC는 전력과 신호, 열, 기계적 응력 분석 도구를 통합함으로써 세부 설계 구현 전에 문제를 식별, 방지, 해결하는 동시에 신속한 '가정(what-if)' 탐색을 가능하게 한다. 이러한 전환적 접근 방식은 비용과 시간이 많이 소요되는 다운스트림 재작업이나 최적이 아닌 결과를 방지할 수 있다. 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어의 AJ 인코르바이아(AJ Incorvaia)전자 보드 시스템(Electronic Board Systems) 부문 수석 부사장은 "지멘스는 이미 지멘스 엑셀러레이터의 일부로 가장 포괄적인 반도체 패키징 관련 기술 포트폴리오를 보유하고 있었다"라고 말하며, "이러한 기술을 Innovator3D IC와 결합함으로써 고객은 무어(Moore) 이상을 실현할 수 있다"라고 말했다. Innovator3D IC는 지멘스의 Aprisa 소프트웨어 디지털 IC 배치 및 경로 기술, XpeditionPackage Designer 소프트웨어, Calibre 3DThermal 소프트웨어, 기구 설계용 NX™ 소프트웨어, Tessent 테스트 소프트웨어, 인터칩렛 DRC, LVS 및 테이프아웃 사인오프용 Calibre 3DSTACK 소프트웨어를 사용하여 ASIC, 칩렛 및 인터포저(Interposer) 구현을 지원한다. Innovator3D IC는 계층적 디바이스 계획 방식을 사용하여 수백만 개의 핀이 포함된 고급 2.5D/3D 통합 설계의 엄청난 복잡성을 처리한다. 설계는 정교함과 구현 방법을 제어하는 속성을 가진 기하학적으로 분할된 영역으로 표현된다. 이를 통해 중요한 업데이트를 신속하게 구현하는 동시에 특정 영역에 분석 기법을 일치시켜 실행 시간이 지나치게 길어지는 것을 방지할 수 있다. 계층적 인터페이스 배선 경로 계획은 칩렛 인터페이스와 핀 할당을 더욱 최적화한다. Innovator3D IC는 산업용 소프트웨어인 지멘스 엑셀러레이터 포트폴리오와 통합되어 있지만 개방형 아키텍처를 통해 타사 포인트 솔루션과의 통합도 지원한다. Innovator3D IC의 핵심 요소는 3Dblox, LEF/DEF, Oasis 및 인터페이스 IP 프로토콜(예: UCIe 및 BoW)과 같은 산업 표준 형식을 지원한다. ‘Open Compute Projects Chiplet Design Exchange’ 워킹 그룹(OCP CDX)에 적극적으로 참여하여 새로운 상용 칩렛 에코시스템에서 제공할 표준화된 칩렛 모델을 직접 사용할 수 있다. Innovator3D IC는 2.5D 및 3D 통합에 국한되지 않고 인터포저(유기, 실리콘 또는 유리), ABF 빌드업, RDL 기반의 칩 퍼스트 또는 라스트 등 모든 선도적이고 새로운 반도체 통합 방법론과 플랫폼을 계획하고 프로토타입을 제작할 수 있으며, ‘Deca Technologies’ 회사의 적응형 패터닝 프로세스(adaptive patterning process)에 대한 지원도 포함한다. 또한 패널 레벨 패키징(PLP), 임베디드 또는 레이즈드 실리콘 브리지, 시스템 인 패키지(SiP) 및 모듈에 대한 인증도 받았다.   Innovator3D IC 솔루션은 IMEC가 개발한 시스템 기술 공동 최적화(STCO) 방법론 프로세스를 기반으로 설계되었으며 프로토타이핑 및 계획, 설계, 승인/제조 핸드오프 전반에 걸쳐 활용되며 종합적인 검증 및 신뢰성 평가로 마무리된다. 지멘스는 5백만 개 이상의 핀 설계에서 최적의 용량과 성능을 달성하기 위해 광범위한 멀티스레딩 및 멀티코어 기능을 사용하는 차세대 전자 시스템 설계(NGESD) AI 기반 사용자 경험(UX) 기술을 사용하여 Innovator3D IC를 개발했다. 인텔 파운드리의 석 리(Suk Lee) 에코시스템 기술실(Ecosystem Technology Office) 부사장 겸 GM은 "EMIB와 같은 고급 이기종 통합 플랫폼의 경우 예측 분석 기능을 갖춘 통합 플로어플래닝 및 프로토타이핑 콕핏이 필수적이다"라고 말하며, "지멘스 EDA와의 협력을 통해 우리는 Innovator3D IC를 고급 통합 플랫폼의 중요한 설계 기술 구성 요소로 보고 있다"라고 말했다. Innovator3D IC는 2024년 후반에 출시될 예정이다. 지멘스의 Innovator3D IC 소프트웨어에 대한 자세한 내용은 홈페이지에서 확인할 수 있다.

지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어, 지멘스 EDA 사업부는 고객이 차세대 아날로그, 혼합 신호 및 맞춤형 IC 설계를 위한 중요한 설계 및 검증 작업을 획기적으로 가속화할 수 있도록 설계된 AI 가속 SPICE, Fast SPICE 및 혼합 신호 시뮬레이터의 통합 제품군인 ‘솔리도 시뮬레이션 스위트 소프트웨어(Solido Simulation Suite software, 솔리도 심)’를 출시했다. 지멘스의 파운드리 인증 아날로그 FastSPICE(패스트스파이스 : AFS) 플랫폼을 기반으로 구축된 솔리도 심은 솔리도 SPICE 소프트웨어(Solido SPICE software), 솔리도 패스트스파이스 소프트웨어(Solido FastSPICE software) 및 솔리도 리브스파이스 소프트웨어(Solido LibSPICE software), 지멘스의 AFS 플랫폼인 엘도(ELDO) 소프트웨어와 심포니(Symphony) 소프트웨어 등 세 가지의 새로운 시뮬레이터를 통합한다.  솔리도 심은 IC 설계 팀이 점점 더 엄격해지는 사양, 검증 커버리지 지표, 시장 출시 시간 요건을 충족할 수 있도록 설계되었다. 회로 및 시스템 온 칩(SoC) 검증 기능으로 포괄적인 애플리케이션 범위를 제공한다. AI 기술을 기반으로 하는 솔리도 심은 차세대 공정 기술과 복잡한 집적 회로(IC) 구조를 염두에 두고 개발되어 정확한 신호 및 전력 무결성 목표를 달성하는 데 필요한 도구 세트와 기능을 제공한다.     솔리도 SPICE는 지멘스의 차세대 SPICE 시뮬레이션 기술로 아날로그, 혼합 신호, RF 및 3D IC 검증에 2배~30배의 속도 향상을 제공한다. 최신 컨버전스, 캐시 효율적 알고리즘, 높은 멀티코어 확장성을 갖춘 솔리도 SPICE는 대규모 레이아웃 전후 설계에 성능 향상을 제공한다.  솔리도 패스트스파이스는 SoC, 메모리 및 아날로그 기능 검증에서 속도 향상을 제공하는 지멘스의 최첨단 Fast SPICE 시뮬레이션 기술이다. 이 솔루션은 SPICE-to-Fast SPICE 확장을 위한 동적 사용 모델을 제공하여 예측 가능한 정확도로 속도에 대한 목표를 달성할 수 있도록 확장 가능한 인터페이스를 제공한다.  솔리도 리브스파이스는 소형 설계를 위해 제작된 지멘스의 목적별 배치 솔버 기술로, 라이브러리(Library) IP 애플리케이션에 최적화된 런타임을 제공한다. 세 가지 새로운 솔버를 구동하는 것은 지멘스의 AI 가속 시뮬레이션 기술의 최신 버전인 솔리도 심 AI(Solido Sim AI)다. 솔리도 심 AI를 사용하면 자체 검증 및 SPICE 정확도에 맞게 조정된 알고리즘을 통해 회로 시뮬레이션이 한 단계 더 발전하여 기존 파운드리 인증 디바이스 모델을 변경 없이 사용하여 수십 배 향상된 가속도를 제공한다. 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어의 마이클 엘로우(Michael Ellow) 실리콘 시스템 부문 CEO는 “AI 가속 SPICE 및 FastSPICE 엔진을 탑재한 솔리도 시뮬레이션 스위트는 칩 설계 및 검증 엔지니어에게 탁월한 정확성과 효율성을 제공하는 맞춤형 IC 시뮬레이션 기술의 획기적인 도약을 의미한다”면서, “솔리도 심의 초기 고객은 여러 공정 기술 플랫폼에서 괄목할 만한 성공을 거두었으며, 더 빠른 런타임과 차세대 아날로그, RF, 혼합 신호 및 라이브러리 IP 설계를 위한 매력적인 새로운 기능을 구현할 수 있었다”고 말했다.

알테어가 반도체 전자 기능 시뮬레이션 및 설계 검증 시뮬레이션 서비스 기업인 ‘매트릭스 오토메이션 디자인(Metrics Automation Design)’을 인수했다고 밝혔다.   매트릭스의 대표 제품인 DSim(디심)은 설계된 회로나 시스템을 가상 환경에서 테스트하고, 시뮬레이션 결과를 그래픽으로 시각화하며, 회로 설계 문제를 신속하게 디버깅할 수 있는 툴이다. 알테어는 DSim을 기존의 실리콘 디버그 툴과 결합하여 EDA(전자 설계 자동화) 및 반도체 분야에서 기술을 강화한다는 전략이다.     집적 회로(IC)의 설계 검증은 높은 라이선스 비용과 단일 칩 시뮬레이션을 위해 수백에서 수천 개의 라이선스가 필요한 경우가 많고, 이러한 도구는 주로 데스크톱 앱에서 실행되며 클라우드는 지원되지 않는 경우가 많다. 반면 DSim은 데스크톱, 고객 서버 또는 클라우드에서 실행할 수 있는 유연성을 제공하며, 사용한 만큼만 비용을 지불하면서 대규모 회귀 테스트를 실행할 수 있다. 인수 이후 DSim은 알테어의 클라우드 플랫폼인 알테어원(Altair One)을 통해 제공될 예정이다.   또한 DSim은 주문형 반도체(ASIC) 및 프로그래머블 반도체(FPGA)를 대상으로 하는 반도체칩 설계 프로그램 언어인 베릴로그(Verilog)와 VHDL의 RTL을 지원한다. 이를 통해 대규모 시뮬레이션을 동시에 진행할 수 있어 전통적인 설계 주기의 시간과 비용을 절감할 수 있다. 알테어는 이 기술이 반도체뿐만 아니라 자동차, 항공우주 및 방위 산업에도 적용될 것이라고 밝혔다.   매트릭스의 조 코스텔로 회장은 “이번 인수를 통해 우리의 클라우드 기반 시뮬레이션 서비스가 더 넓은 시장에 도달할 수 있게 되어 기쁘다”면서, “알테어와 함께 데스크탑, 자체 서버, 클라우드 등 다양한 환경에서 유연하고 빠르게 설계 검증을 수행할 수 있는 솔루션을 지원하겠다”고 말했다.   알테어의 짐 스카파 최고경영자는 “매트릭스의 혁신적인 클라우드 기반 시뮬레이션 서비스와 알테어의 기술이 결합하여 EDA 산업 경쟁력을 극대화할 수 있게 되었다”면서, “알테어는 업계 선도적인 작업 부하 및 워크플로 최적화 기술을 시뮬레이션과 통합할 수 있는 능력을 갖추고 있으며, 앞으로 고객들에게 더 많은 설계 검증 옵션을 제공하는데 힘쓸 것”이라고 말했다.

개발 및 공급 : 지멘스 EDA 사업부 주요 특징 : 하드웨어 에뮬레이션·엔터프라이즈 프로토타이핑· 소프트웨어 프로토타이핑을 통합, IC 검증 주기 가속화 및 총 소요 비용의 절감 지원, 모든 플랫폼에서 재사용 가능한 소프트웨어로 전체 시스템 워크로드 실행 및 디버그 시간을 가속화, 모듈식 확장형 상호 연결 블레이드 풋프린트로 고정된 크기의 섀시 제거 및 다양한 크기의 설계에 하드웨어 기반 검증 툴 제공 등     지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어, 지멘스 EDA 사업부는 하드웨어 기반 인증 및 검증 시스템(hardware-assisted verification and validation system)인 벨로체 CS(Veloce CS)를 출시했다. EDA(전자 설계 자동화) 분야의 하드웨어 에뮬레이션, 엔터프라이즈 프로토타이핑 및 소프트웨어 프로토타이핑을 통합한 벨로체 CS 는 에뮬레이션을 위해 제작된 지멘스의 새로운 크리스탈 가속기 칩(Crystal accelerator chip)과 엔터프라이즈 및 소프트웨어 프로토타이핑을 위한 AMD Versal Premium VP1902 FPGA adaptive SoC(시스템 온 칩) 등 두 가지 첨단 집적 회로(IC)를 기반으로 구축되었다.   신규 하드웨어 솔루션 제공 벨로체 CS 솔루션에는 다음의 세 가지 새로운 제품이 포함된다. 에뮬레이션용 벨로체 스트라토 CS 하드웨어(Veloce Strato CS hardware for emulation) 엔터프라이즈 프로토타이핑을 위한 벨로체 프리모CS 하드웨어(Veloce Primo CS hardware for enterprise prototyping) 소프트웨어 프로토타이핑을 위한 벨로체 proFPGA CS 하드웨어(Veloce proFPGA CS hardware for software prototyping) 세 플랫폼 모두에서 일관성, 속도 및 모듈성을 위해 설계된 벨로체 CS 시스템은 4000만 개의 게이트부터 최대 400억 개 이상의 게이트를 통합하는 설계까지 지원한다. 또한 벨로체 CS는 각 작업마다 고유한 요구 사항이 있는 작업에 적합한 툴을 선택하여, 가시성과 일관성을 제공하면서 전체 시스템 워크로드를 실행한다. 이를 통해 프로젝트 완료 시간을 단축하고 검증 주기당 비용을 절감할 수 있다.   새로운 소프트웨어 아키텍처 지멘스는 주요 고객 및 파트너와 협력하여 하드웨어와 완전히 통합되는 새로운 소프트웨어 아키텍처를 개발했다. 벨로체 스트라토 CS(Veloce Strato CS)는 벨로체 스트라토에 비해 에뮬레이션 성능이 최대 5배까지 향상되어 완전한 가시성을 유지하며 4000만 게이트(MG)에서 400억 개 이상의 게이트(BG)로 확장할 수 있다. AMD의 최신 버설 프리미엄(Versal Premium) VP1902 FPGA를 기반으로 하는 벨로체 프리모 CS(Veloce Primo CS)는 정합적인 엔터프라이즈 프로토타이핑 시스템으로, 역시 40MG에서 40+BG까지 확장할 수 있다. 벨로체 스트라토 CS와 벨로체 프리모 CS 솔루션은 모두 동일한 운영 체제에서 실행되므로, 플랫폼 간에 원활하게 이동할 수 있는 자유도를 제공하면서 높은 정합성을 제공한다. 따라서 램프업(ramp up), 설정 시간, 디버그 및 워크로드 실행을 가속화할 수 있다. 벨로체 proFPGA CS는 AMD 버설 프리미엄 VP1902 FPGA 기반 적응형 SoC를 활용하여 빠르고 포괄적인 소프트웨어 프로토타이핑 솔루션을 제공하며, 하나의 FPGA에서 수백 개까지 확장할 수 있다. 이런 성능은 유연한 모듈식 설계와 함께 고객이 펌웨어, 운영 체제, 애플리케이션 개발 및 시스템 통합 작업을 가속화할 수 있도록 지원한다.   반도체 개발 검증을 위한 포괄적 솔루션 포트폴리오 제공 전체 벨로체 CS 시스템은 간편한 설치, 저전력, 뛰어난 냉각, 컴팩트한 설치 공간을 위해 최신 데이터센터 요구 사항을 준수하는 모듈식 블레이드 구성으로 제공된다. 또한 벨로체 proFPGA CS 솔루션은 데스크톱 랩 버전을 제공하여 추가적인 사용자의 유연성을 높여준다. 벨로체 CS는 최신 AMD 에픽(EPYC) CPU 기반의 HP DL385g11 서버와 함께 실행할 수 있는 인증을 받았다. AMD의 알렉스 스타(Alex Starr) 기업 연구원은 “지난 10년 동안 SoC 및 시스템 레벨 설계의 발전으로 인해 하드웨어 기반 검증 작업이 그 어느 때보다 더 필요해지고 중요해지는 많은 변화가 있었다”고 말하며, “우리는 성능과 확장성을 향상시키기 위해 지멘스와 긴밀히 협력하여 AMD의 선도적인 버설 프리미엄 VP1902 장치를 벨로체 프리모 CS 및 벨로체 proFPGA CS 시스템의 핵심에 통합하고, 전체 벨로체 CS 시스템에서 사용할 수 있도록 AMD 에픽 CPU 기반 HP DL385 gen11 서버를 인증해왔다. 벨로체 스트라토 CS 에뮬레이션 플랫폼을 포함한 벨로체 CS 시스템은 지멘스가 고객의 요구에 어떻게 대응하고 있는지 보여주고 벨로체 그룹에서 일어나고 있는 혁신의 증거”라고 말했다. 고객은 포괄적인 앱 및 솔루션 포트폴리오를 이용할 수 있으며, 세 가지 새로운 벨로체 CS 시스템 제품 모두에서 공통적으로 사용할 수 있다. 벨로체 스트라토 CS 시스템은 현재 일부 파트너 고객에게 제공된다. 세 가지 하드웨어 플랫폼의 일반 출시는 2024년 여름으로 예정되어 있다. 벨로체 CS 시스템은 클라우드 지원과 함께 일반 출시될 예정이다. Arm의 트랜 누웬(Tran Nguyen) 설계 서비스 수석 디렉터는 “시장 출시에 소요되는 기간은 전체 Arm 파트너 에코시스템에 매우 중요하며, IP 및 SoC 검증을 위한 모듈성, 세분성, 속도를 제공하는 툴의 필요성이 강조되고 있다”고 말하며, “지멘스의 벨로체 플랫폼은 Arm 개발 프로세스의 필수적인 부분이 되었으며, 하드웨어 설계 가속화 및 소프트웨어 개발을 위한 새로운 벨로체 스트라토 CS 시스템의 이점을 계속 확인하고 있다”고 말했다. 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어의 장 마리 브루넷(Marie Brunet) 하드웨어 기반 검증 부문 부사장 겸 총괄 매니저는 “벨로체 CS는 세 가지 시스템이 일치하는 고속 모듈식 하드웨어 기반 검증 시스템을 제공한다”고 말하며, “벨로체 CS 시스템을 통해 우리는 진보된 전자 제품을 제공하는 데 필수적인 역할을 하는 하드웨어, 소프트웨어 및 시스템 엔지니어의 특정 요구 사항을 해결하고 있다. 작업에 적합한 툴을 제공함으로써 전체 검증 프로세스의 속도를 높이고 총 소요 비용을 절감하여 수익성을 높일 수 있는 벨로체 CS의 혁신을 실현하고 있다”고 말했다.     ■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.

지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어, 지멘스 EDA 사업부는 애플리케이션별 집적 회로(ASIC) 및 시스템 온 칩(SoC)에서 신경망 가속기의 상위수준합성(HLS) 솔루션인 캐터펄트 AI NN(Catapult AI NN)을 발표했다.  캐터펄트 AI NN은 AI 프레임워크에서 신경망 기술(neural network description)에서 시작하여 C++로 변환하고, 이를 반도체칩 설계의 프로그램 언어인 베릴로그(Verilog) 또는 VHDL의 RTL(register transfer level) 가속기로 합성하여 실리콘에서 전력, 성능 및 면적(PPA)에 최적화된 하드웨어 설계를 변환 및 최적화시켜 구현할 수 있도록 지원하는 솔루션이다. 캐터펄트 AI NN은 머신 러닝 하드웨어 가속을 위한 오픈 소스 패키지인 hls4ml과 상위수준합성(HLS)을 위한 지멘스의 캐터펄트 HLS 소프트웨어를 결합시켰다. 캐터펄트 AI NN은 미국 에너지부 산하 연구소인 페르미연구소(Fermilab) 및 기타 hls4ml의 주요 기여자들과 협력하여 개발되었으며, 맞춤형 실리콘의 전력, 성능 및 면적에 대한 머신러닝 가속기 설계의 고유한 요구 사항을 해결한다.     AI(인공지능)의 실행시간 및 머신러닝 작업이 기존 데이터센터는 물론, 소비자 가전부터 의료 기기까지 모든 분야로 이전됨에 따라, 전력 소비를 최소화하고 비용을 절감하며 최종 제품의 차별화를 극대화하기 위한 ‘적절한 크기의’ AI 하드웨어에 대한 요구가 빠르게 증가하고 있다. 그러나 대부분의 머신러닝 전문가들은 합성 가능한 C++, Verilog 또는 VHDL보다는 텐서플로우(TensorFlow), 파이토치(PyTorch), 케라스(Keras)와 같은 반도체칩 설계 프로그램 언어 도구로 작업하는 것이 더 익숙하다. AI 전문가가 적절한 크기의 ASIC 또는 SoC 구현으로 머신러닝 애플리케이션을 가속화할 수 있는 간편한 방법이 지금까지는 없었다. 머신러닝 하드웨어 가속을 위한 오픈 소스 패키지인 hls4ml를 사용하면 텐서플로우와 파이토치, 케라스 등과 같은 AI 프레임워크에 기술된 신경망에서 C++를 생성하여 이러한 간극을 매울 수 있다. 그런 다음 C++를 FPGA, ASIC 또는 SoC 구현을 위해 배포할 수 있다. 캐터펄트 AI NN은 hls4ml의 기능을 ASIC 및 SoC 설계로 확장한다. 여기에는 ASIC 설계에 맞게 조정된 특별한 C++ 머신 러닝 함수의 전용 라이브러리가 포함되어 있다. 설계자는 이러한 함수를 사용하여 C++ 코드로 구현함에 있어 지연 시간 및 리소스 절충을 통해 PPA를 최적화할 수 있다. 또한 설계자는 이제 다양한 신경망 설계의 영향을 평가하고 하드웨어에 가장 적합한 신경망 구조를 결정할 수 있다.  캐터펄트 AI NN은 현재 얼리 어댑터들이 사용 가능하며, 2024년 4분기에 모든 사용자가 사용할 수 있게 될 예정이다. 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어의 모 모바헤드(Mo Movahed) 상위수준설계, 검증 및 전력 부문 부사장 겸 총괄 매니저는 “소프트웨어 신경망 모델을 하드웨어로 구현하기 위해 수작업으로 변환하는 과정은 매우 비효율적이고 시간이 많이 걸리며 오류가 발생하기 쉽다. 특히 특정 성능, 전력 및 면적에 맞춘 하드웨어 가속기의 변형을 만들고 검증할 때 더욱 그렇다”면서,  “과학자와 AI 전문가가 신경망 모델 설계와 같은 산업 표준 AI 프레임워크를 활용하고 이러한 모델을 전력, 성능 및 면적(PPA)에 최적화된 하드웨어 설계를 위해 원활하게 합성할 수 있도록 지원함으로써 AI 및 머신러닝 소프트웨어 엔지니어에게 완전히 새로운 가능성의 영역을 개척하고 있다. 새로운 캐터펄트 AI NN 솔루션을 통해 개발자는 소프트웨어 개발 과정에서 최적의 PPA를 위한 신경망 모델을 자동화하고 동시에 구현할 수 있어 AI 개발의 효율성과 혁신의 새로운 시대를 열 수 있다”고 전했다.

지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어, 지멘스 EDA 사업부는 교사와 학교, 대학, 출판사, 교육 기술 기업, 연구 기관 등 집적 회로(IC) 설계 및 전자 설계 자동화(EDA) 산업 전반에 걸쳐 성공적인 실무 커뮤니티 구축과 육성을 지원하기 위해 ‘반도체 교육 연합(Semiconductor Education Alliance)’에 가입했다고 발표했다. 전 세계 반도체 분야의 교육 및 기술 격차를 해소하기 위해 2023년에 Arm이 설립한 반도체 교육 연합은 업계, 학계, 정부 전반의 주요 이해관계자가 모여 교사, 연구원, 엔지니어, 학습자가 새롭고 빠른 교육 경로를 이용할 수 있도록 지원하는 리소스를 제공한다.     지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어의 마이크 엘로우(Mike Ellow) 전자 설계 자동화 부문 수석 부사장은 “지멘스가 반도체 교육 연합에 가입한 것은 EDA 산업 전반에 걸쳐 학계 및 업계 파트너의 참여를 통해 STEM 교육 및 연구 분야의 실무 커뮤니티를 촉진하기 위한 공동 노력의 중요한 진전”이라면서, “이 동맹의 일환으로 우리는 반도체 산업의 인력 개발을 목표로 하는 특정 프로젝트를 수행하여 관련된 모든 관계자들에게 혜택을 제공한다. 또한 지멘스는 다양한 포럼을 통해 유연하고 연합된 개방형 모델로 리소스, 역량 및 전문 지식을 공유하는 것을 목표로 하고 있다”고 전했다. Arm의 칼레드 벤크리드(Khaled Benkrid) 교육 및 연구 담당 총괄 디렉터는 “전 세계 반도체 업계는 기술과 인재 부족에 직면해 있어 업계 전반의 공동 대처가 필요하다”면서, “반도체 교육 연합은 반도체 기술 문제를 해결하기 위해 만들어졌으며, 업계가 인재 파이프라인을 육성하기 위해 함께 힘을 모으는 과정에서 지멘스가 함께하여 역량을 크게 강화할 수 있게 되었다”고 말했다. 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어의 도라 스미스(Dora Smith) 글로벌 학술 프로그램 총괄 디렉터는 “딜로이트에 따르면 반도체 산업은 글로벌 수요를 따라잡기 위해 2030년까지 100만 명 이상의 숙련된 인력이 추가로 필요하다”면서, “반도체 교육 연합을 통해 Arm과 협력함으로써 혁신을 주도하고 시장 성장을 이끌어가는데 필요한 인재를 충분히 확보하기 위해 공동으로 연결할 수 있게 되었다. 전문성을 갖춘 이 에코시스템과 협력하여 미래를 대비하는 인력을 양성할 수 있기를 기대한다”고 말했다.

지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어, 지멘스 EDA 사업부는 하드웨어 기반의 인증 및 검증 시스템인 벨로체 CS(Veloce CS)를 출시했다. 하드웨어 에뮬레이션, 엔터프라이즈 프로토타이핑 및 소프트웨어 프로토타이핑을 통합한 벨로체 CS는 에뮬레이션을 위해 제작된 지멘스의 새로운 크리스탈 가속기 칩(Crystal accelerator chip)과 엔터프라이즈 및 소프트웨어 프로토타이핑을 위한 AMD 버설 프리미엄(Versal Premium) VP1902 FPGA adaptive SoC(시스템 온 칩) 등 두 가지 첨단 집적 회로(IC)를 기반으로 구축되었다. 벨로체 CS 솔루션에는 ▲ 에뮬레이션용 벨로체 스트라토 CS 하드웨어(Veloce Strato CS hardware for emulation) ▲ 엔터프라이즈 프로토타이핑을 위한 벨로체 프리모 CS 하드웨어(Veloce Primo CS hardware for enterprise prototyping) ▲ 소프트웨어 프로토타이핑을 위한 벨로체 proFPGA CS 하드웨어(Veloce proFPGA CS hardware for software prototyping) 등 세 가지 새로운 제품이 포함된다. 세 플랫폼 모두에서 일관성, 속도 및 모듈성을 위해 설계된 벨로체 CS 시스템은 4000만 개의 게이트부터 최대 400억 개 이상의 게이트를 통합하는 설계까지 지원한다. 또한 벨로체 CS는 각 작업마다 고유한 요구 사항이 있기 작업에 적합한 툴을 선택하여 향상된 가시성과 일관성으로 전체 시스템 워크로드를 실행한다. 이를 통해 프로젝트 완료 시간을 줄이고 검증 주기당 비용을 절감할 수 있다.     지멘스는 주요 고객 및 파트너와 협력하여 하드웨어와 완전히 통합되는 새로운 소프트웨어 아키텍처를 개발했다. 벨로체 스트라토 CS는 기존 벨로체 스트라토에 비해 에뮬레이션 성능이 최대 5배까지 향상되어 높은 가시성을 유지하며, 4000만 게이트(MG)에서 400억 개 이상의 게이트(BG)로 확장할 수 있다. AMD의 최신 버설 프리미엄 VP1902 FPGA를 기반으로 하는 벨로체 프리모 CS는 정합적인 엔터프라이즈 프로토타이핑 시스템으로, 역시 40MG에서 40+BG까지 확장할 수 있다. 벨로체 스트라토 CS와 벨로체 프리모 CS 솔루션은 모두 동일한 운영체제에서 실행되므로, 플랫폼 간에 원활하게 이동할 수 있는 자유도와 함께 정합성을 제공한다. 따라서 램프업(ramp up), 설정 시간, 디버그 및 워크로드 실행을 가속화할 수 있다. 또한, 벨로체 proFPGA CS는 AMD 버설 프리미엄 VP1902 FPGA 기반 적응형 SoC를 활용하여 빠르고 포괄적인 소프트웨어 프로토타이핑 솔루션을 제공하며, 하나의 FPGA에서 수백 개까지 확장할 수 있다. 향상된 성능을 바탕으로 유연한 모듈식 설계와 함께 고객이 펌웨어, 운영 체제, 애플리케이션 개발 및 시스템 통합 작업을 가속화할 수 있도록 지원한다. 벨로체 CS는 최신 AMD 에픽(EPYC) CPU 기반 HP DL385g11 서버와 함께 실행할 수 있는 인증을 받았다. 전체 벨로체 CS 시스템은 간편한 설치, 저전력, 뛰어난 냉각, 컴팩트한 설치 공간을 위해 최신 데이터센터 요구 사항을 완벽하게 준수하는 모듈식 블레이드 구성으로 제공된다. 또한 벨로체 proFPGA CS 솔루션은 데스크톱 랩 버전을 제공하여 추가적인 사용자의 유연성을 높여준다. 벨로체 스트라토 CS 시스템은 현재 일부 파트너 고객에게 제공되고 있으며, 세 가지 하드웨어 플랫폼의 일반 출시는 2024년 여름으로 예정되어 있다. 벨로체 CS 시스템은 클라우드 지원과 함께 일반 출시될 예정이다. 지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어의 장 마리 브루넷(Marie Brunet) 하드웨어 기반 검증 부문 부사장 겸 총괄 매니저는 “벨로체 CS는 세 가지 시스템이 완벽하게 일치하는 고속 모듈식 하드웨어 기반 검증 시스템을 제공한다”면서, “벨로체 CS 시스템을 통해 우리는 진보된 전자 제품을 제공하는 데에 필수적인 역할을 하는 하드웨어, 소프트웨어 및 시스템 엔지니어의 특정 요구 사항을 해결하고 있다. 작업에 적합한 툴을 제공함으로써 전체 검증 프로세스의 속도를 높이고 총 소요 비용을 절감하여 수익성을 높일 수 있는 벨로체 CS의 혁신을 실현하고 있다”고 전했다.