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第202章 “天枢一号”的呼之欲出[1/2页]

国芯崛起:从香江到硅谷 代码潮汐

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在启明芯的其他战线捷报频传之时,决定公司未来命运的核心战场——「天枢一号」SoC芯片的研发,也终于进入了最为惊心动魄、也最令人期待的最后阶段:流片前的最终签核!
  深圳研发中心,SoC设计与验证部门。
  这里已经连续数周处于一种近乎“战时状态”的极限运转之中。空气中弥漫着浓烈的咖啡因和肾上腺素的味道。巨大的电子倒计时牌悬挂在最显眼的位置,上面的数字无情地跳动着,提醒着每一个人,距离将设计数据最终提交给台积电那条全球最先进之一的
  65nm
  工艺生产线的截止日期,只剩下最后几天!
  「天枢一号」,这颗被林轩和整个启明芯寄予厚望的、旨在为「北辰」OS提供完美硬件支撑、并一举奠定智能手机时代技术领先地位的旗舰级SoC,其设计的复杂度和挑战性,都远远超过了公司之前的任何一款产品。
  数十亿级别的晶体管集成度!
  高性能、低功耗的多核「苍穹」CPU架构!
  经过大幅升级、具备强大2D/3D加速和早期GPGPU能力的「灵猴」GPU核心!
  支持HSPA(3.5G)网络的、极其复杂的基带处理单元!
  还有高速内存接口、丰富的多媒体引擎、硬件安全模块、以及精密的电源管理网络……
  所有这一切,都要被集成在指甲盖大小的硅片上,并且要使用当时还非常“娇贵”、对设计规则要求极其严苛的
  65nm
  工艺来实现!
  其难度,不亚于在针尖上建造一座超级都市!
  任何一个微小的设计失误,任何一个潜在的制造缺陷,都可能导致数千万美元的流片费用打水漂,更可能将整个「北辰」计划的发布时间推迟数月甚至半年以上!
  因此,流片前的最终签核验证,成为了压在所有硬件工程师心头的一块巨石。他们必须像拿着最高倍数的显微镜一样,对设计的每一个角落进行最后的、最彻底的检查,确保万无一失!
  战场一:与时序的最后一搏!
  负责物理设计和时序收敛的后端团队,在张伟的带领下,正进行着最后的“浴血奋战”。
  在
  65nm
  工艺下,晶体管的开关速度极快,但互连线延迟的占比却急剧上升,而且工艺偏差的影响也变得极其显着。要让芯片上数亿条逻辑路径,都能在目标时钟频率(例如CPU核心目标频率可能高达
  500?600MHz)下稳定工作,并且留有足够的时序裕量,难度极大。
  “报告张总!GPU渲染管线中的一条关键路径,在最差工艺角下,存在
  ?35ps
  的负时序裕量!尝试了多种优化手段,效果都不理想!”一位负责GPU后端实现的工程师,盯着「盘古时序」工具报告的红色违规信息,急得满头大汗。
  ?35ps!这在高速电路中,几乎是不可逾越的鸿沟!
  张伟立刻召集相关工程师进行紧急会诊。他们调取了这条路径的详细信息,发现它跨越了多个逻辑层级,并且经过了一段较长的连线。
  “能不能插入几个更高驱动能力的Buffer?”有人提议。
  “试过了,效果不明显,反而增加了面积和功耗。”
  “能不能让「盘古」PR工具强制优化这条路径的布局,缩短连线长度?”
  “也试过了,但可能会影响到其他路径的时序,按下葫芦浮起瓢。”
  就在大家一筹莫展之际,一直关注着验证进展的林轩,通过视频连线给出了一个建议:“这条路径的逻辑功能是什么?能不能和前端逻辑设计的同事沟通一下,看看是否可以在RTL层面,通过插入流水线寄存器的方式,将这条长路径打断成两段或三段?虽然会增加一到两个时钟周期的延迟,但可以大幅提升吞吐量,即有效运行时钟频率。对于GPU这种并行处理单元来说,延迟的影响通常没有频率那么致命。”
  这个建议点醒了众人!他们立刻与负责GPU逻辑设计的前端工程师沟通,发现确实可以通过微调RTL代码,在不影响功能正确性的前提下,插入流水线寄存器来优化这条关键路径!
  经过快速的R

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