新一代硬件仿真系统面向汽车、5G、AI和数据中心SoC

继新思科技(Synopsys)在2014年3月推出构建在ZeBu Server架构之上的硬件仿真系统ZeBu Server-3的4年之后，2018年6月底，Synopsys推出了其新一代硬件仿真系统ZeBu Server 4。

首先，我们回顾一下ZeBu Server-3的主要特点：提供了多种验证使用模式，包括功耗相关(power-aware)仿真、仿真加速、电路在线仿真、可综合的测试平台、事务级验证(TBV)和混合仿真，可根据项目要求灵活地部署。在当年，Synopsys声称ZeBu Server-3提供了业界最大的设计容量，基于高密度28nm FPGA技术的高度可扩展架构Xilinx Virtex-7，支持最大为30亿门的芯片设计。在该产品推出的初期即在中国赢取了展讯等客户。

“随着SoC复杂度和集成度的提高，芯片验证所需的容量也需要一至二倍的增长，这正如PC和笔记本电脑基本在5年内更新相似。”当我在美国硅谷Synopsys总部面对面采访该公司高级副总裁兼验证产品部总经理Manoj Gandhi时，他表示。

4年多的时间，全球电子产业格局发生了巨大的变化，以AI、高性能移动电话、复杂图形处理为代表的新兴应用取得了巨大的进步和成就，进而对IC设计提出了更高的要求。

与此同时，高投入、高复杂度IC如何保证设计和量产的成功率日益严峻，相对应的一些新的IC设计策略也应运而生，其中一个重要的手段是先导入软件仿真。

按照Synopsys的官方新闻稿件，新推出的硬件仿真系统ZeBu Server 4具备以下的特点：

● 硬件仿真系统ZeBu Server 4仍然采用了基于久经考验的ZeBu快速硬件仿真架构
● 硬件仿真性能是前一代解决方案的两倍，同时具备高可靠性
● 可支持190亿门SoC设计
● 能够实现SoC验证和软件研发，以满足汽车、5G、网络、AI和数据中心SoC爆发式增长的验证需求。
● 对机房的空间需求减少了一半，同时功耗降低了5倍，实现了业界最低的拥有成本。
● 提供创新的软件功能，可以加快编译、高级调试、功耗分析、仿真加速和混合硬件仿真。

图：ZeBu Server 4的主要特性。

面向包括汽车、5G、网络、人工智能和数据中心领域出现的全新SoC类型，是推出该硬件仿真系统的一大动力。

“新型SoC所要求的验证工作负载让性能受限的传统硬件仿真系统面临巨大挑战，这些旧的架构同时还会因为硬件仿真性能的有限改善而进一步受到限制。都需要新型的高性能和大容量仿真系统来应对大量的验证和软件研发工作负载。”Gandhi说到，“Synopsys目前占据着硬件和软件验证全球第一的位置，在过去三年中硬件仿真系统的增长率达到了40%以上。”

按照Gandhi的介绍，ZeBu Server 4自2017年7月开始供货，至今已在超过10家客户的项目中被使用验证，同时，可为用户提供云服务和租赁服务。

最后，值得一提的是ZeBu Server 4采用了先进的Xilinx UltraScale FPGA芯片。“采用商用FPGA芯片，与使用定制化处理器、定制化FPGA等相比较，具有更新周期合理、可靠性高等优势。”Gandhi强调。凭借前所未有的容量以及千兆每秒（Gbit/s）的互连性能，Xilinx UltraScale可在硬件仿真系统中支持当前业界最大型的设计方案，同时带来高性能、小占用面积和低功耗特性。而由于SoC验证复杂性和软件工作量不断提升，快速仿真系统也随着FPGA的换代而双倍提升性能和容量。

图：不同硬件仿真系统架构的比较。

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