中国芯片 EDA 的机会：谷歌宣称要用 SoC 取代主板

近期，谷歌的系统软件基础设施建设高级副总裁阿米特・瓦达特 (Amit Vahdat) 在一篇网络文章中表明，谷歌可能用“坐落于同一芯片上或一个封裝内的好几个芯片上的 SoC”，去慢慢取代“部件集成在一块用几英尺长的电缆线分隔的主板”，“SoC 便是新的主板”，这一方位将是“谷歌的下一步”。

Amit 那么一说，听起来仿佛谷歌仍在用着 20 年多前的电子计算机，主板上面有各式各样的公司分立作用芯片，谷歌急缺提升系统软件集成度来减少主板上互连电源电路的成本费，提升特性。但具体情况真的是那样吗？

下面的图是一块两年前的 Intel Xeon 网络服务器处理器的单 socket 主板，能够 很清晰的见到，除开正中间占了较大总面积的处理器槽位及其互联网芯片外，全部主板上只剩余各种各样物理学插口、电池管理、电阻器电容器等輔助元器件。而中间的 Xeon 內部集成了多核处理器、表明控制板（GPU）、PCIE 控制板、DDR Memory 控制板，处理器核也集成了对多媒体系统、缩小、数据加密的专用型命令控制模块，基本上全部的纯数字电路设计逻辑性，都早已集成到 Intel 处理器內部。

这难道说并不是一个 SoC — System on Chip 吗？不管哪些的 SoC，主板和物理学数据信号插口总还会继续是存有的，网络服务器等级的大空间运行内存现阶段也难以彻底集成到芯片或封裝內部，因此 大家见到的早已是一个高宽比集成、根据 SoC 处理器的网站服务器。

很显而易见，“SoC 便是新的主板”的叫法并不精确，而“用 SoC 替代主板上公司分立的作用部件”是一个早已发生了的客观事实，那麼 Amit 提及的谷歌 SoC 自主创新究竟指什么？

使我们再看一下 Amit 的网络文章，他提及了 2015 年逐渐的谷歌自研 TPU 芯片新项目（ Tensor Processing Unit ，朝向 AI 加快，现阶段早已发展趋势到第三代），2018 年谷歌的 VCU 新项目（Video Coding Unit，朝向rtmp协议加快解决），及其 2019 年的 OpenTitan 新项目（开源系统安全性芯片，根据 Titan 芯片），从这种新项目中问世的，刚好是 Amit 所提及的“主板上公司分立的作用部件”，也就是单独的作用芯片。

谷歌早已从 TPU 等芯片的规模性运用中尝到好处，融合谷歌的手机软件和 AI 优化算法以后，现阶段谷歌汉语翻译、谷歌 Colab、谷歌图象、布署在谷歌云端的各种顾客运用等都是在规模性应用 TPU 芯片。

当那样的作用部件芯片获得规模性运用的取得成功以后，谷歌下一步要做什么？自然是像以往 20 年业内一再产生的一样，将这种新作用部件集成到处理器 SoC 內部，进一步控制成本和功能损耗并提升集成度。在通用性处理器销售市场还紧紧把握在 Intel 等生产商手上的状况下，谷歌务必考虑到设计方案自身的 SoC 处理器来进行它的总体目标。

这就很清晰了：Amit 所说的 SoC 自主创新，并并不是指简易用 SoC 电源电路去取代主板上好几个公司分立作用模块，只是从谷歌的运用要求考虑，超过目前的通用性网络服务器 SoC 去定制合乎特殊运用要求的多元化 SoC 处理器，我们可以称作“定制 SoC 处理器”。相近的，Nvidia 企业在 2019 年回收的 Mellanox，其明确的目标一样是将 Mellanox 企业所自主创新的 SmartNIC 程序模块集成进自身的新一代 SoC 处理器。一样，amazon、微软公司、华为公司、阿里等云生产商也都早已或合理布局了自身的 SoC 芯片商品和研发部门。

为何这种系统软件商品大佬们都把目光看向了小小芯片？由于将来的创新产品和市场竞争都是会密切紧紧围绕定制 SoC 芯片进行，在一颗芯片或封裝内的详细系统软件才有最优控制的特性和功能损耗，再再加上跟系统软件的相互配合，会给系统软件商品生产商产生较大的核心竞争力，这儿最典型性的事例便是芯片、硬件配置系统软件、电脑操作系统直至软件系统全面开花的美国苹果公司。跟大家以往早已习惯性见到嵌入式操作系统行业有很多的定制 SoC 一样，桌面上电脑上、云计算技术和网络服务器行业一样会问世大量的定制化处理器。

定制 SoC 处理器意味着了全部芯片领域的将来：从软件系统要求问世出自主创新的作用芯片，随后作用芯片被定制 SoC 处理器消化吸收进来，乃至新的自主创新作用被立即集成进 SoC 处理器，这一全过程可能一再反复并且周期时间变的越来越快。另外，近些年慢慢减慢的通用性处理器特性发展，也让业内对定制 SoC 处理器的特性优点规定慢慢调低，相近更贵的原油会促进新能源技术的发展趋势是一样的大道理。可是，定制 SoC 会规定芯片设计方案周期时间和设计方案成本费规定持续提升，由于终端设备企业的不断创新根据硬件软件协作的系统软件级提升，这类自主创新产生的成本费减少比深层提升芯片设计方案潜力更高，因此 芯片迅速、成本低地完成并布署到商品内更为关键。

上边提及的这种要求，对芯片设计方案和生产制造全产业链明确提出了高些的规定，对芯片全产业链上下游的 EDA 生产商也明确提出了高些的规定。怎样大幅度改善现阶段的 EDA 步骤，降低对人力资金投入的依靠，加快芯片设计流程，减少芯片设计方案成本费，这恰好是我国 EDA 企业的机遇。