構建云上芯片設計全棧方案，拓展混合云環(huán)境中高效算力支持｜紫光發(fā)布芯片云3.0解決方案

在信息技術飛速發(fā)展的今天，芯片產業(yè)正經歷前所未有的變革。從人工智能（AI）、5G、高性能計算（HPC）等前沿技術的崛起，到全球產業(yè)鏈的重新布局，中國芯片行業(yè)迎來了新的發(fā)展機遇，尤其是芯片設計企業(yè)，正以迅猛的速度成長。

然而，在快速發(fā)展的背后，行業(yè)也面臨著新的挑戰(zhàn)。在ICCAD 2024的主題演講中，魏少軍教授指出，中國芯片設計行業(yè)的增長速度首次低于全球半導體行業(yè)的平均增速。2024年，中國芯片設計業(yè)的年增長率為11.9%，而全球半導體產業(yè)預計增長19%。這一趨勢既表明了行業(yè)逐步走向成熟與理性發(fā)展，也暴露出在技術創(chuàng)新、產品質量和市場拓展等方面的短板。這種差距對中國芯片企業(yè)提出了更高的挑戰(zhàn)與要求，同時也意味著在自主芯片持續(xù)突破的背景下，產業(yè)環(huán)境對芯片技術和設計能力提出了更高的標準和全新的期待。

隨著芯片新技術的不斷發(fā)展，對制程工藝、設計規(guī)模和資源的要求也在迅速提高，芯片設計環(huán)境的構建變得愈發(fā)復雜。對芯片設計企業(yè)來說，挑戰(zhàn)尤為明顯。一方面，初創(chuàng)企業(yè)在資源有限的情況下，如何搭建一個滿足芯片設計要求的設計環(huán)境？另一方面，面對日益復雜的設計流程，如何在人員經驗尚顯不足的條件下完成高效布局？這些問題已經成為制約企業(yè)發(fā)展的關鍵難題。

在這樣的背景下，紫光云希望通過技術與服務的賦能，幫助芯片企業(yè)解決實際困難，搭建高效、穩(wěn)定的設計環(huán)境，為芯片設計企業(yè)提供資源支持與設計優(yōu)化。

在近日ICCAD-Expo 2024上，紫光云重磅發(fā)布了全新的紫光芯片云3.0整體解決方案，通過“四重服務升級”塑造“全棧式芯片云服務”，助力中國芯片產業(yè)邁向更高質量的發(fā)展階段。

在發(fā)布會前，紫光云公司首席技術官柳義利、產品與研究開發(fā)部副總裁唐元武、紫光芯片云解決方案總架構師耿加申以及紫光云系統(tǒng)部企業(yè)業(yè)務部部長陶豆接受了采訪。

四重服務，構建完整的芯片上云全棧解決方案

“因為國內的芯片產業(yè)近幾年才開始發(fā)展，早期階段更多地集中于構建和完善自身的研發(fā)和制造能力，上云并不是優(yōu)先考慮的事?！弊瞎庠乒井a品與研究開發(fā)部副總裁唐元武觀察，“但這兩、三年我們發(fā)現，無論是比較大型的芯片設計企業(yè)還是中小規(guī)模的企業(yè)，都在積極考慮將業(yè)務遷移到云端。”這樣的轉變反映了行業(yè)對云計算在芯片設計管理中重要性認識的提升。

作為新一代的芯片云服務，紫光芯片云3.0在前一代的基礎上，進一步拓展了對于混合云架構的方案支持，同時也推出了更完備的芯片設計服務。

據悉，紫光芯片云3.0提供四重服務：一是一站式云咨詢規(guī)劃和保障服務；二是集群調度與管理服務，包含兩大核心軟件；三是全面的算力服務；四是一站式芯片設計服務。

紫光云公司首席技術官柳義利指出，紫光云能夠為芯片設計領域的客戶提供全面的一站式解決方案。他強調，紫光云的服務范圍不僅涵蓋芯片設計的各個環(huán)節(jié)，甚至連客戶的辦公環(huán)境和IT基礎設施也能提供一站式的解決方案。與此同時，公司在后端擁有豐富的資源，能夠支持芯片處理的全過程。

芯片設計上云可以實現硬件投入和維護成本降低，實現高性能計算資源靈活配置，加速芯片設計的仿真和驗證流程。對于芯片設計客戶而言，可以選擇本地私有云、公有云和混合云三種不同的部署方案來構建云上芯片設計環(huán)境。當前的中小型芯片設計上云客戶，傾向于將芯片設計的前端后端全部上云；而某些大型芯片設計客戶，則出于安全顧慮和大規(guī)模仿真資源需求，大多僅將芯片設計后端進行上云。

而對于絕大多數芯片設計公司、尤其是中小型芯片設計公司而言，這種云上芯片設計環(huán)境的構建和資源部署是一項及其復雜繁瑣的工作，需要投入大量的精力。而紫光芯片云3.0可以依據芯片客戶的具體需求，提供包含私有云、公有云和混合云資源池在內的一站式解決方案。

紫光芯片云解決方案能夠為客戶提供高效靈活的算力服務，其核心來自兩大自研軟件——“CAD管理平臺”和“紫芯調度器”。

CAD管理平臺是一款專為芯片設計行業(yè)量身定制的產品，旨在高效管理復雜的設計環(huán)境和資源。平臺通過對計算、網絡、存儲和安全等底層資源的統(tǒng)一納管與可視化，實現資源的高效利用和業(yè)務的穩(wěn)定運行，解決了當前芯片設計企業(yè)面臨的環(huán)境復雜性問題。據悉，CAD管理平臺具備集群管理的可視化操作、深入的集群分析以及便捷的模板化配置等功能，幫助企業(yè)高效運維芯片設計環(huán)境，顯著提高資源利用率，解決管理人員在運維過程中面臨的難題，保障整個業(yè)務的順暢開展。

而紫芯調度器則可以作為CAD管理平臺的配套工具，能夠靈活、高效地調度芯片設計業(yè)務，將任務分配到各個節(jié)點進行高效執(zhí)行，提升整體運行效率。

紫光云歷時5年自主研發(fā)了這一調度器。紫芯調度器具備兩個顯著特點：一是操作體驗一致：與國外領先廠商的軟件使用習慣保持一致；二是高效調度與大規(guī)模管理：支持大規(guī)模資源管理與調度，實現資源的高效利用。

據耿總介紹，某芯片設計客戶曾面臨資源分散、利用率低的問題。紫光云專家團隊建議他們采用私有云的方式，將新建資源池與現有資源進行統(tǒng)一納管，通過CAD管理平臺進行資源監(jiān)控和調優(yōu)。最終，資源利用率從原先的40%提升至80%，有效解決了資源利用率低、部署慢、運營效率低等難題。同時，紫芯調度器在該項目中管理了高達5萬核的規(guī)模，每周運行作業(yè)接近60萬個，且在過去兩年中始終保持穩(wěn)定高效運行。

更懂芯片設計，所以更懂云上芯片設計解決方案

紫光芯片設計云的初衷，來自于新紫光集團內部對于芯片設計上云的實際需求。而從1.0到3.0的持續(xù)迭代打磨，則是持續(xù)內部優(yōu)勢整合，看準了中國芯片設計行業(yè)飛速發(fā)展的未來市場機遇。

紫光云依托新紫光集團，不僅具備深厚的云服務技術?；A和知識積累，還具備其他公有云服務廠商、或者芯片設計服務商所不具備的整合優(yōu)勢。

紫光云系統(tǒng)部企業(yè)業(yè)務部部長陶豆表示：“紫光芯片云3.0算是開辟了一條獨特的賽道。我們是業(yè)界唯一能夠同時提供公有云和私有云服務的公司。不僅如此，我們還整合了軟件、服務，以及后端和未來的資源，真正地用‘云’將整個芯片設計流程實現無縫串聯(lián)，為各類型芯片設計公司提供優(yōu)質的服務，是我們的愿景?！?

因為更懂芯片設計，所以也就更懂云上芯片設計解決方案的關鍵所在。首先，由于芯片設計的業(yè)務獨特性，在計算資源、存儲資源和網絡架構上的要求都和一般的公有云服務有所不同。尤其是芯片設計涉及EDA工具運行、仿真、驗證和版圖設計等，特別依賴高性能計算資源，包括大規(guī)模CPU集群、并行計算能力以及專門的資源調度工具，確保設計任務在多節(jié)點間高效調度與執(zhí)行。

而紫光芯片云提供的資源池是為高性能計算、仿真驗證和復雜任務調度量身定制，也就是所謂的芯片行業(yè)里的專用算力，包括多核、高性能的裸金屬產品、高性能的存儲及其高標準的安全機制。因為芯片企業(yè)最擔心的是上云安全，所以紫光芯片云上也做了特殊的安全服務，包括監(jiān)控、磁盤加密等業(yè)界領先的安全方案，使得企業(yè)在選擇資源的時候達到最優(yōu)。

在芯片云3.0新增的芯片設計服務中，紫光云依托擁有十多年經驗的大規(guī)模芯片設計團隊，為客戶提供一站式設計服務，助力客戶完成從后端設計、流片對接到流片后的封裝測試等全流程服務。特別是，紫光云在對接國內專業(yè)流片廠商方面積累了豐富的案例和實踐經驗，確保設計成果高效落地，助力客戶實現高質量芯片的成功流片與驗證。

結語

據悉，醫(yī)療、金融、教育和制造業(yè)是紫光云未來重點布局的四大云服務方向。隨著AI場景的逐步下沉以及地緣風險等因素的推動，中國芯片設計業(yè)正迎來新的發(fā)展機遇，行業(yè)呈現出快速增長的態(tài)勢。同時，在當前全球產業(yè)格局重構的背景下，國產芯片設計業(yè)需要在路徑依賴的基礎上，探索一條自主創(chuàng)新的新路徑，逐步構建從產品定義、系統(tǒng)級應用到芯片設計、制造的完整產業(yè)鏈自主演進進程。

在這一關鍵發(fā)展階段，紫光芯片云3.0將發(fā)揮重要作用。依托自身在云服務和芯片設計領域的深厚積累，紫光芯片云3.0將串聯(lián)起包括EDA、IP、Foundry等各方生態(tài)資源，形成強大合力，為中國芯片設計業(yè)提供穩(wěn)定、高效的支持，助力行業(yè)實現跨越式發(fā)展。