AmazeFP-ME開啟智能EDA之旅
- 發(fā)布時間:2024-02-01 17:42:27
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ME平臺是芯行紀科技有限公司(以下簡稱“芯行紀”)Machine-Learning EDA平臺,意在打造人工智能EDA以實現(xiàn)技術變革。
芯行紀此前推出布局規(guī)劃工具AmazeFP以解決后端工程師們手動擺放宏單元費時又費力這個痛點。AmazeFP基于其強大并完全內置的 Placer + Global Route + Timer 等核心引擎, 配以Timing Driven +Dataflow Driven等技術,在極短時間內完成Floorplan,媲美甚至超越了以往用數(shù)周乃至數(shù)月手工擺放才達到的PPA,大大地提升了Floorplan效率。AmazeFP-ME將最新的AI技術引入到AmazeFP的解空間探索中,在AmazeFP的基礎上進一步顯著地提升了PPA。
AmazeFP利用算法得到一個Memory/IP等宏單元位置的最優(yōu)解,并且會基于時序以及擁塞評估,同時考慮到用戶習慣、流片需求以及Bump位置等因素將這些Memory/IP對齊成為一個可簽收的Floorplan ( Pack過程)。在整個過程中,有不少的參數(shù)會影響最優(yōu)解及Pack后的形狀從而影響最后的PPA。這些參數(shù)組成的解空間巨大,尤其是Hard Block數(shù)量眾多時,Pack的解空間尤其巨大。怎樣在調參的基礎上,利用機器學習在最短時間內得到全局的理論最優(yōu)解?AmazeFP-ME的方案能在短時間內自我學習,同時探索巨大的解空間,成功地得到更優(yōu)的全局解。
實際使用案例
此案例是一個圖形編解碼模塊,Memory所占比例較高。圖一是用了數(shù)周時間手動調出來的Floorplan;圖二是AmazeFP在2個小時內得到的Floorplan。圖三為兩者在P&R工具里的PPA對比。
圖一:User Floorplan
圖二:AmazeFP Floorplan
圖三: User/AmazeFP Floorplan QoR對比
可以看到,使用AmazeFP本身在不到2個小時,得到的Floorplan方案已經優(yōu)于手工擺放數(shù)周的結果。那還存不存在更優(yōu)解?
在AmazeFP的基礎上,測試AmazeFP-ME的結果:
圖四: AmazeFP-ME QoR趨勢圖
圖四是ME的QoR趨勢圖,此圖最好是一個逐步收斂的圖,橫坐標是run(運行)AmazeFP的次數(shù),縱坐標是每個run的分數(shù)(打分機制是分數(shù)越低QoR越好)。可以看到,隨著run數(shù)目的增加,ME可以得到更多的更優(yōu)解,并在第26個run得到了整個搜索的最優(yōu)解。在此過程中,由于自帶可分布式計算,AmazeFP-ME跑完所有的嘗試所花時間也非常可控。
圖五: AmazeFP-ME評判分數(shù)圖(局部)
從具體的評判指標來看, ME找到了10多個比Baseline(AmazeFP默認跑出來的結果)更好的Floorplan。其中最好的分數(shù)是73.6分 (Baseline的分數(shù)是100分),相比于Baseline,Overflow改進了70%,Wirelength改進了8%,TNS改進了20%。
圖六:ME分數(shù)最高的Floorplan
考慮到用戶更關心最終的布局布線流程的結果,以下是上面的幾個FP在跑完AmazeSys整個P&R(布局布線)流程的最終結果。
圖七:User/AmazeFP/ME Floorplan的P&R QoR對比
可以看到,ME分數(shù)最高的Floorplan,繼續(xù)在P&R中顯示出了最好的PPA (ME > Baseline > User Floorplan)。與ME里看到的趨勢非常一致,AmazeFP以及AmazeFP-ME產生的Floorplan結果得到了最終布局布線結果的證明。
進一步驗證AmazeFP和P&R工具的PPA一致性:我們隨機選擇10個ME的結果,對比ME和P&R工具的一致性(Congestion/Wirelength/TNS)。從下圖可以看到,整個趨勢非常一致。
圖八:AmazeFP-ME/AmazeSys Overflow對比
圖九:AmazeFP-ME/AmazeSys TNS對比 (歸一化)
下圖是更多的ME產生的Floorplan,可以看到,AmazeFP-ME一直在不同的方向上探索,以找到更好的PPA的方案。
圖十:ME探索出來的更多的Floorplan(部分)
芯行紀正在實現(xiàn)AI賦能EDA,落地的方案給客戶帶來真實的價值。
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