教授“跨界”找到芯片設(shè)計新算法

時間：2013-04-22 15:29:05

關(guān)鍵字：芯片設(shè)計 OV 線性化數(shù)學(xué)模型

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[導(dǎo)讀]芯片由數(shù)以億計的晶體管和互連線組成。一個指甲蓋大小的芯片內(nèi)互連線長度竟會達(dá)到10公里左右，相當(dāng)于五角場到人民廣場的距離。因此，由于要進(jìn)行大量的數(shù)學(xué)計算，研制一塊芯片，技術(shù)人員往往需要花費(fèi)很長的時間。復(fù)旦

芯片由數(shù)以億計的晶體管和互連線組成。一個指甲蓋大小的芯片內(nèi)互連線長度竟會達(dá)到10公里左右，相當(dāng)于五角場到人民廣場的距離。因此，由于要進(jìn)行大量的數(shù)學(xué)計算，研制一塊芯片，技術(shù)人員往往需要花費(fèi)很長的時間。

復(fù)旦大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院蘇仰鋒教授與復(fù)旦大學(xué)專用集成電路國家重點(diǎn)實(shí)驗室曾璇教授領(lǐng)銜的跨學(xué)科交*科研團(tuán)隊，率先提出了SOAR數(shù)學(xué)理論，有效提高集成電路設(shè)計中的運(yùn)算效率，將大大提升芯片的設(shè)計速度。

5年前，負(fù)責(zé)研究芯片的曾璇教授發(fā)現(xiàn)，因計算量過大，無法完成芯片的設(shè)計；于是，他來到復(fù)旦數(shù)學(xué)學(xué)院，請?zhí)K仰鋒教授幫助。此后，一個數(shù)學(xué)家開始學(xué)習(xí)芯片設(shè)計，一個集成電路專家學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)。雙方的合作，將原本數(shù)以千萬計的數(shù)學(xué)計算，減少到了幾百個，大大縮短了芯片設(shè)計中的計算時間。

此前，面對復(fù)雜和巨量的現(xiàn)代工程二階計算問題，一般的計算處理方法是先通過線性化，把二階問題轉(zhuǎn)換成一階問題，再用一階Krylov投影方法繼續(xù)運(yùn)算。但是這一方法的明顯缺點(diǎn)在于，一是計算量會成倍增長，另一個更大的缺點(diǎn)在于，在對原有工程計算問題進(jìn)行數(shù)學(xué)上的“線性化”之后，一些極為重要的物理特性會“丟失”。

與傳統(tǒng)線性化方法相比，蘇仰鋒團(tuán)隊此次得獎的二階Krylov投影算法不僅可以極大地提高運(yùn)算效率——使用這一算法，普通的筆記本電腦，只要鼠標(biāo)輕輕一點(diǎn)就能很快獲得結(jié)果，而且保持了工程系統(tǒng)的物理特性，其降階后的數(shù)學(xué)模型還可以還原為物理系統(tǒng)。

從一階到二階，從1到2，別看是小小的一步，卻是由單數(shù)到復(fù)數(shù)般的質(zhì)變性突破。而這一步，在Krylov投影算法上，計算數(shù)學(xué)界走了55年。