Nvidia и Siemens научили ИИ проектировать 3D-чипы — трудозатраты инженеров можно сократить на 95 %

Siemens расширила сотрудничество с Nvidia в области ИИ-агентов для проектирования трёхмерных интегральных схем (3D IC). Новая система предназначена для совместного анализа электрических характеристик, энергопотребления и тепловых режимов многокристальных корпусов, используемых в решениях для ИИ. Это позволит многократно ускорить проектирование новых изделий.

Нет нужды объяснять, что в многокристальных решениях логика и память размещаются в тесно интегрированных сборках, поэтому возрастающая плотность мощности усложняет отвод тепла. Siemens предлагает с помощью специализированных ИИ-агентов объединить ранее разрозненные этапы анализа в единый автоматизированный процесс, чтобы выявлять электрические и тепловые ограничения ещё во время разработки, когда в проекты ещё можно вносить существенные изменения.

В основе решения лежит агент Fuse EDA AI Agent, интегрированный с платформой Intelligence Center X. Инженер задаёт цели проектирования, после чего агент координирует работу нескольких инструментов автоматизации проектирования электроники (EDA), выполняет связанные электрические и тепловые расчёты, обнаруживает отклонения от заданных требований и ищет их причины.

Так, система может анализировать влияние подачи питания, размещения кристаллов и материалов корпуса, а затем повторно проверять перспективные варианты конструкции. Для расчётов используются физические модели и вычислительные модули, предназначенные для проверки соответствия проекта заданным требованиям до завершения разработки.

Автоматизированный процесс охватывает девять этапов работы с семью инструментами проектирования Siemens и, по данным компании, выполняет от 50 до 100 шагов анализа и принятия решений за цикл продолжительностью 8–10 часов. За один цикл можно исследовать от 200 до 500 и более вариантов конструкции, изменяя, например, коэффициенты теплоотдачи на границах модели, бюджеты энергопотребления и сочетания материалов корпуса.

В рабочую цепочку включены программы Innovator3D IC Integrator для компоновки и сборки 3D-корпуса, mPower Digital для анализа мощности, Calibre 3DThermal для тепловой верификации, Simcenter FloTHERM для моделирования теплообмена на уровне системы, Calibre xACT для извлечения паразитных параметров с учётом температуры и Solido SPICE для электрического моделирования.

Для координации агентов используются инструмент Nvidia Agent Toolkit, открытые модели семейства Nemotron и библиотеки CUDA-X, ускоряющие поддерживаемые вычислительные процедуры. По результатам сравнительных испытаний, приведённым Siemens, автоматизация сокращает трудозатраты инженеров на величину до 95 %, уменьшает время первоначальной настройки рабочего процесса до 99 % и позволяет исследовать до 50 раз больше вариантов конструкции, чем при традиционном ручном подходе.

Проще говоря, ИИ-агенты сокращают время выполнения ряда операций по проектированию 3D-чипов с нескольких недель до считаных дней, а отдельных задач — со многих часов до нескольких минут. Интересно добавить, что на днях Siemens стала партнёром IBM в работе над автоматизацией проектирования чипов будущего с техпроцессом 0,7 нм и вертикальным расположением комплементарных транзисторов. Вот где ИИ-агентам придётся поломать голову — или что там у них вместо неё. ИИ-агенты Nvidia придутся как нельзя кстати для анализа теплового бюджета трёхмерных чипов IBM и не только.