仿真新挑战的解决方案

　　几十年来参与一个行业的令人兴奋的事情是看到变化就在您眼前发生。当我构建和营销计算机系统时，这是一个不同的世界。规模不同，技术在今天的标准下很古怪，而且与今天的压力锅相比，环境感觉更轻松。

　　然而，虽然有些事情发生了变化，但其他事情保持不变。那时我正在解决与今天相同的基本问题：确保系统真正按照架构师预期的方式运行。作为验证工具的用户，以及后来在 Meta Systems 的仿真提供商，我们正在解决不同的具体问题——主要是今天所谓的在线仿真（或 ICE）。然而，那是因为这是当时最大的挑战。

　　仿真作为一种解决方案正在发挥越来越重要的作用，这主要是因为它在快速运行大型测试套件方面的速度和多功能性。但究竟我们要解决哪些问题取决于您所关注的行业。我们可以以六个行业为例，每个行业都有自己的挑战。然而，如果我们仔细观察，就会出现一些共同的主题，为我们提供了一个为整个行业带来广泛利益的路线图。

　　网络：这个空间一直是关于尽快处理流量。借助软件定义网络 （SDN），人们比以往任何时候都更加关注硬件/软件之间的鸿沟。硬件电路和计算平台意味着复杂的高性能 ASIC，与存储器紧密耦合并共同封装，采用最先进的技术。将其与新协议和无线 PHY 相结合——尤其是物联网 （IoT） 和对更好安全性的不懈探索——这里有很多挑战我们的地方。

　　存储：固态存储正在无情地取代旋转媒体，成为存储持久数据的首选方式。这给 3D NAND 闪存带来了增加容量的压力，这意味着新的存储形式因素和访问协议。更靠近处理器，混合内存立方体 （HMC） 和高带宽内存 （HBM） 都涉及内存骰子堆栈。对保护数据的日益关注增加了该领域的安全考虑。

　　移动和多媒体：虽然这些似乎不同，但移动市场的持续挑战之一是通过增加对多媒体内容的访问来通过它输送越来越多的数据。5G 蜂窝技术是朝着这个方向迈出的下一步。解决方案要求处理器建立在最新的硅工艺节点上，可能与内存一起封装。即使无人机、虚拟现实和 8K 超高清视频的新的更高分辨率标准出现，他们也需要硬件加速的图形处理。应用程序必须作为一个整体进行验证，将软件和硬件贡献结合在一个平台中。然而，尽管有这么多计算能力，但电池供电设备的能耗必须降至最低。

　　处理器：服务器的单个处理器需要先进的技术，时期。片上系统 （SoC） 意味着将一个或多个 CPU 与内存和特定应用功能集成在单个芯片上。这些部件中的每一个，包括处理器，都可以针对速度、功率或面积进行优化。在大多数情况下，需要最新的硅技术。然后是应该将哪些功能（如果有的话）卸载并加速到硬件中的问题。而且，越来越需要一个安全的处理环境，这可能涉及虚拟化技术（硬件和软件）的组合以及在处理器内建立信任根的方法。

　　汽车：想象一下所有以前的行业结合起来并以 65 英里/小时的速度无缝运行。这就是未来的交通工具，不管有没有司机。虽然计算能力可能不是驱动机制的首要任务，但信息娱乐中心将需要马力来处理多媒体。这很可能涉及 CPU、内存和图形单元的共同封装。同时，控制方面需要越来越多的传感器和执行器，而这些传感器和执行器本身也在快速发展。电子控制单元 （ECU） 在低级 IP 和整个系统之间形成一个中间层级。必须选择和改进 IEEE 802.11p 等新的通信协议，而且—​​—正如已充分证明的——所有这些技术都必须安全运行。

　　物联网：与汽车一样，物联网需要上述所有元素，尽管面临不同的挑战和权衡。排名最高的是用于传感和驱动的新通信协议、安全性和技术——所有这些都针对电池供电、资源受限的边缘设备、资源丰富的云计算设备或位于两者之间的集线器和路由器进行了调整极端。

　　我们发现与这些应用挑战有共同点的新兴主题是：

　　多芯片封装，无论是用于内存还是高性能处理

　　通信和存储器的新标准和协议

　　在系统级别平衡硬件和软件功能

　　用于高性能处理器、ASIC、闪存和 SoC 的先进硅工艺技术

　　快速发展的汽车市场中的安全性

　　用于传感和驱动以及新型无线发射器和接收器的模拟

　　这些是让我彻夜难眠的原因——除了我们已经在努力解决它们，让我的夜晚不再那么烦恼。在接下来的一年里，我们的许多专家将在这个领域看到更多关于这些领域可能如何影响验证以及仿真需要扮演什么角色的文章。

　　这是我们对仿真的愿景。其中大部分是一项正在进行的工作，但它始终受益于对我们客户面临的挑战的更深入了解。所以希望这些讨论不仅仅能帮助你入睡；希望他们能激发持续的对话，让我们更好地将我们的解决方案与您的挑战相匹配。

　　审核编辑：郭婷