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È qui che nascono le innovazioni più importanti
Cadence e IBM
Elaborazioni complesse e livelli di precisione senza precedenti
Cadence è leader mondiale nel software computazionale e aiuta le aziende a progettare i microchip alla base delle più importanti tecnologie emergenti odierne: nuovi tipi di AI, veicoli autonomi e tecnologia avanzata per aiutare le persone con disabilità, solo per citare alcuni esempi.
Lo sviluppo, da parte di IBM, dei primi nodi di microchip al mondo di dimensioni pari a due nanometri (nm) ha rappresentato l'ultimo traguardo nella continua corsa verso l'obiettivo di inserire sempre più circuiti in pezzi di silicio sempre più piccoli. Il nodo da 2 nm offriva un'efficienza energetica senza precedenti e prometteva enormi progressi tecnologici.
Ma su scala così ridotta, la progettazione di circuiti differenziati su chip, realizzata tramite EDA (Electronic Design Automation), richiede un'elaborazione incredibilmente complessa e un livello di precisione e calcolo senza precedenti.
IBM ha recentemente rafforzato la partnership con Cadence per sfruttare il portafoglio di sistemi e EDA di base di Cadence, che comprende software digitali, analogici e di verifica e soluzioni di packaging IC 3D e di analisi di sistema. Questo ci consente di offrire ai clienti soluzioni innovative nelle aree del chiplet e del packaging, della tecnologia logica, della progettazione e dell'abilitazione su cloud.
"Cadence e IBM collaborano alla progettazione di chip da diversi anni e la nostra stretta collaborazione sullo sviluppo del silicio e il recente lavoro con Cadence sul cloud IBM riflettono il rafforzamento della partnership", ha dichiarato Vandana Mukherjee, Senior Research Manager, hybrid cloud and IBM Semiconductors.
IBM sta impiegando la tecnologia di implementazione digitale basata sull'AI di Cadence per progettare il nostro silicio leader nel settore dello storage e della crittografia. Gli strumenti di progettazione dei pacchetti 3D IC di Cadence sono un elemento fondamentale del design di sistema e permettono l'analisi sia delle problematiche elettriche che termiche. Sfruttando le soluzioni front-end e back-end di Cadence, il team IBM sta sviluppando metodologie per analizzare e verificare le funzioni e le prestazioni del sistema per la progettazione di sistemi intelligenti.
Abilitare i workload EDA nel cloud
Cadence è anche tra le prime aziende che hanno adottato le soluzioni IBM, avendo utilizzato IBM® Cloud per oltre 3 anni a supporto dello sviluppo interno del software e dei workload EDA.
"Il calcolo è come l'ossigeno per noi", afferma Tarak Ray, CIO di Cadence. "Abbiamo circa 10.000 ingegneri e 5 importanti data center interni in cui vengono eseguiti milioni di processi ogni mese".
La richiesta di una maggiore potenza di calcolo arriva da tutti i fronti contemporaneamente. Il mercato richiede più chip ogni anno. La crescente incorporazione dell'AI nei prodotti finali e la crescente domanda di personalizzazione richiedono una nuova sofisticazione nella progettazione dei circuiti. E quasi ogni progetto di chip è coinvolto in una corsa serrata verso il mercato. Cadence integra l'AI e il machine learning (ML) nei suoi processi EDA per aiutare gli ingegneri a lavorare più velocemente, ma ciò richiede anche una CPU più potente.
Quindi, in che modo Cadence soddisfa questa domanda?
Scalare i data center dell'azienda non è la soluzione ideale. Oltre alle limitazioni di spazio, Ray nota che ci sono altre sfide da considerare. "Dobbiamo acquistare i server e c'è un tempo di attesa per l'installazione. Per i server, è di almeno un mese. Per le apparecchiature di rete, potrebbe essere anche di più. E i nostri ingegneri richiedono maggiori capacità di calcolo ora", afferma.
La risposta più ovvia è il cloud. Ma nell'EDA non è così semplice. Un cloud per l'EDA richiede un maggiore livello di agilità, per poter consentire a workload ingenti, che coinvolgono milioni di calcoli e volumi di dati in terabyte o petabyte, di passare senza soluzione di continuità dagli ambienti on-premise al cloud. Deve anche essere molto flessibile e consentire una profonda differenziazione da progetto a progetto, perché la richiesta di chip personalizzati implica la necessità di server e piattaforme diversi per progetti diversi. E deve essere sicuro. Come afferma Paul Cunningham, vicepresidente senior e general manager di System & Verification Group: "I dati elaborati dai nostri strumenti contengono alcuni dei segreti commerciali più preziosi dei nostri clienti. La sicurezza è essenziale".
La soluzione deve inoltre fornire un'eccellente potenza di calcolo in rapporto al costo. Ancora quattro anni fa, spiega Ray, i provider EDA utilizzavano molto poco le risorse di elaborazione principali a causa di complicazioni legate alla configurazioni dei server e alla distribuzione di più workload a livello globale. Ai volumi di CPU richiesti da EDA, le risorse inutilizzate si traducono in enormi costi. Cadence mirava a incrementare notevolmente l'utilizzo.
Cadence ha progettato strategicamente la sua soluzione con un mix di risorse di elaborazione on-premise e multicloud, tra cui il cloud high-performance computing (HPC) di IBM. "IBM Cloud conosce davvero bene le reti ibride e le sfide del settore EDA", afferma Ray. "Offre una scelta di bare metal server e virtual server; ha funzionalità di storage, trasferimento e sincronizzazione dei dati, networking, scelta di firewall e solide opzioni di virtual private cloud (VPC)... è la soluzione completa. Ci offre una capacità aggiuntiva con un'interruzione minima o nulla. Se abbiamo bisogno di un'enorme capacità di calcolo, sappiamo di poterla ottenere".
Le risorse di calcolo di IBM contribuiscono ad alimentare tre flussi di lavoro nell'ambiente informatico di Cadence: la progettazione di chip per le soluzioni proprie di Cadence, i servizi di verifica dei sistemi per i progetti dei clienti esterni e lo sviluppo degli strumenti EDA di Cadence.
Cadence e IBM hanno sviluppato la soluzione intorno a questi componenti principali:
- IBM® Cloud Bare Metal Server e IBM Cloud Virtual Server for VPC, che Cadence utilizza per accedere alla potenza di calcolo per scalare. L'intero stack non è solo flessibile e performante, ma è progettato per soddisfare i requisiti di sicurezza più rigorosi, come le approvazioni di sicurezza delle fonderie di silicio, per i workload in questione.
- IBM Spectrum LSF Suite per una gestione dei workload e una pianificazione dei lavori fluide sulle risorse di calcolo on-premise e IBM Cloud di Cadence. "Rende davvero facile il lift and shift e consente di ragionare nell'ordine dei terabyte", afferma Cunningham.
- IBM Storage Scale per uno storage di file e a oggetti software-defined sicuro, ottimizzato per le prestazioni nell'ambiente cloud e in grado di gestire le forti richieste di input/output (I/O) di EDA, che supporta un trasferimento dei dati trasparente e fluido tra ambienti on-premise e cloud, sincronizzandosi quando necessario. "I processi EDA prosciugano davvero i sistemi di storage, con una continua scrittura e lettura di grandi quantità di dati", dice Ray. "L'IO Ops di IBM ha funzionato fin dal primo giorno".
- IBM® Aspera per il trasferimento ad alta velocità di file e workload di grandi dimensioni da e verso ambienti on-premise e cloud.
- Red Hat OpenShift® per facilitare il lift and shift dei workload, principalmente i workload Unix per l'EDA, tra ambienti on-premise e cloud.
Per soddisfare i requisiti di sicurezza di Cadence, Cadence e IBM hanno integrato i componenti della soluzione con IBM Cloud Activity Tracker e IBM Security and Compliance Center per il rilevamento, l'audit e il reporting relativi agli eventi legati alla sicurezza e alla conformità.
Ray aggiunge: "IBM ha un ottimo team tecnico. Sanno quello che fanno e sono estremamente concentrati sul successo del cliente. Hanno compreso la nostra visione e hanno lavorato a stretto contatto con noi per progettare questa soluzione e consentirci di raggiungere i nostri obiettivi strategici".
Cunningham spiega l'impatto che la soluzione può avere sul time to market. "Supponiamo che tu stia attuando un programma per sviluppare un nuovo prodotto al silicio e ti trovi nel momento cruciale in cui devi fornire determinati risultati, soddisfare gli obiettivi di verifica o assicurarti di aver eseguito abbastanza test. Il fattore tempo è essenziale e vuoi passare al cloud il più rapidamente possibile. Diversi anni fa non era possibile farlo. Si dovevano affrontare ostacoli legati alla sicurezza, al lift and shift o di altra natura. Ora, con Cadence OnCloud, è davvero possibile".
IBM Cloud HPC è progettato per offrire maggiori prestazioni di storage, maggiore potenza di calcolo e livelli di sicurezza più elevati e, con queste funzionalità, stiamo aiutando Cadence a promuovere l'efficienza complessiva e a migliorare l'HPC per le prestazioni dei workload del software computazionale.
"IBM Cloud e Cadence hanno collaborato alla creazione di un'esperienza EDA as a service per soddisfare i nostri clienti, che chiedevano un'esperienza fluida con capacità flessibile", ha dichiarato Christopher Rusert, leader globale per l'High Performance Computing presso IBM. "Grazie a questa partnership, possiamo offrire ai clienti un percorso flessibile verso il cloud per la modernizzazione delle applicazioni EDA".
Maggiore potenza, maggiore velocità, maggiore innovazione
Non solo la potenza di calcolo è più accessibile che mai, ma è anche più conveniente. Utilizzando la piattaforma HPC IBM Cloud, Cadence ha superato il suo obiettivo di incrementare l'utilizzo. Ora Cadence introdurrà questi miglioramenti sul mercato, utilizzando la soluzione HPC di IBM Cloud per supportare la sua piattaforma EDA SaaS rivolta ai clienti, Cadence OnCloud.
Qui entra in gioco Mahesh Turaga, vicepresidente del Cloud Business Development di Cadence. Nel suo ruolo, Turaga ha una profonda conoscenza del mercato del cloud.
"Siamo sulla soglia di una massiccia adozione del cloud", dice Turaga, aggiungendo che negli ultimi anni Cadence ha visto alcune grandi aziende impegnarsi a trasferire tutti i loro workload EDA nel cloud. Cadence ha già registrato un'adozione significativa del suo portafoglio Cadence OnCloud da parte di clienti di piccole e medie dimensioni che hanno eseguito con successo centinaia di tapeout, il processo ad alta intensità di calcolo per produrre la fotomaschera finale di un circuito integrato, nel cloud. Spiega che il cambiamento attuale sarà guidato in gran parte dall'emergere delle tecnologie di AI generativa (gen AI) e di modelli linguistici di grandi dimensioni (LLM): "Ora, con gen AI e LLM, stiamo assistendo a un miglioramento della produttività senza precedenti su tutti i fronti. Le possibilità sono infinite. Credo che renderà tutti noi incredibilmente produttivi e incrementerà la necessità dell’infinita elasticità disponibile nel cloud".
E i costi? Sebbene il costo dell’elasticità infinita possa essere più alto del prezzo che un’azienda paga per le risorse on-premise, "è come paragonare mele e arance", afferma Turaga. "Dobbiamo osservarlo dal punto di vista della business transformation". Cita un cliente di Cadence che ha ridotto il time to market dei suoi chip di due mesi trasferendo i workload sul cloud. "Questo è il valore aziendale di cui si deve tenere conto. Se riesci ad accelerare la produttività dei tuoi ingegneri di una certa percentuale, come incide questo sui suoi profitti? Per un progetto tipico da 5 nm, la maggior parte del costo è dovuta allo sforzo ingegneristico. Anche solo rendendo i tuoi ingegneri più produttivi del 10%, otterrai un enorme vantaggio".
Cadence Design Systems, Inc. è un'azienda leader nella progettazione di sistemi elettronici che vanta oltre 30 anni di esperienza nel software computazionale. L'azienda applica la sua strategia di Intelligent System Design per fornire software, hardware e IP che trasformano i progetti in realtà. I clienti di Cadence sono aziende innovative che forniscono prodotti elettronici (dai chip alle schede ai sistemi completi) per le applicazioni di mercato più dinamiche, tra cui l'hyperscale computing, le comunicazioni 5G, l'automotive, la telefonia mobile, l'aerospaziale, i beni di consumo, l'industria e l'assistenza sanitaria. Per nove anni consecutivi, la rivista Fortune ha nominato Cadence una delle 100 migliori aziende per cui lavorare.
Legale
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Gli esempi relativi ai clienti sono presentati a scopo illustrativo di come tali clienti abbiano usato i prodotti IBM e dei risultati che possono aver conseguito. Prestazioni, costi, risparmio o altri risultati effettivi possono variare in altri ambienti operativi.