Nowy, wydajniejszy symulator procesu projektowania produkcji

Nowy, wydajniejszy symulator procesu projektowania produkcji

Zespół profesora Sandeepa Shukla z Virginia Tech otrzymał podczas tegorocznej konferencji Asia and South Pacific Design Automation Conference (ASP-DAC) nagrodę za nowatorskie badania nad poprawą wydajności narzędzi do symulacji tworzonych w języku SystemC. Narzędzia te są często wykorzystywane do skrócenia cyklu projektowania produkcji, oraz przyspieszenia wprowadzenia nowego produktu na rynek.

Shukla, oraz jego współpracownicy przekonywali, że są w stanie poprawić wydajność modeli sprzętowych opartych na SystemC, poprzez wykorzystanie możliwości dzisiejszych procesorów GPGPU, czyli układów graficznych, które mogą zostać wykorzystane do obliczeń zupełnie niezwiązanych z grafiką. Układy te dysponują wielordzeniowymi procesorami o bardzo dużych mocach obliczeniowych. Procesory te są w stanie wykonywać różne elementy symulacji równocześnie. Testy prowadzone były na procesorze NVIDIA Tesla 870, który dysponuje 256 rdzeniami.

Według Shukli, pierwsze testy pokazały, że symulacje w SystemC można w ten sposób przyspieszyć od 30 nawet do 100 razy. Nowy symulator został nazwany SCGPSim.

W przeszłości, „wiele było czynionych starań zmierzających ku poprawie wydajności symulacji opartych na SystemC, jednakże niewiele z nich zmierzało ku działaniu równoległemu.” – stwierdził Shukla. „A dosłownie żadna z prób nie była nakierowana na wykorzystanie platform równoległych, jak GPGPU.” – dodał.

Innym aspektem poruszonym w pracy było wykorzystanie technologii CUDA (Compute Unified Device Architecture). Jest to opracowana przez NVidia uniwersalna architektura procesorów wielordzeniowych, umożliwiająca wykorzystanie ich mocy obliczeniowej do rozwiązywania ogólnych problemów numerycznych w sposób wydajniejszy niż w tradycyjnych, sekwencyjnych procesorach ogólnego zastosowania CPU.

Dzięki zastosowaniu technologii CUDA, możliwe jest wykonywanie wszystkich wątków równocześnie na różnych rdzeniach procesora, okresowo tylko zbiegając je na wspólnej ścieżce, co wpływa na poprawę efektywności całego procesu.

„Przyspieszenie symulacji złożonych modeli sprzętowych jest niezwykle ważne dla producentów elektroniki półprzewodnikowej, by mogli oni wprowadzać nowe produkty w krótszym czasie.” – powiedział Shukla.

(lk)