Прежде чем перейти к статье, хочу вам представить, экономическую онлайн игру Brave Knights, в которой вы можете играть и зарабатывать. Регистируйтесь, играйте и зарабатывайте!
Silicon Forest в штате Орегон не так известен как Silicon Valley в Калифорнии, но он несомненно входит в топ-5 хайтек-мест в США. Просто факт из Википедии: хотя штаб-квартира Интела остается в Калифорнии, но еще в 1990-х компания начала переносить самую продвинутую разработку микроархитектуры в Орегон. Как очевидец, могу сообщить банальную причину: в начале интернет-бума цены на дома в Долине выросли вдвое, а потом втрое, и Портланд стал ближайшим местом бегства из Калифорнии для инженеров, которые хотели купить дом, но не хотели переучиваться на джаву и становиться дотком-миллионерами.
Но "Кремниевым Лесом" Портленд назвали еще до описываемых событий. После второй мировой войны там выросла компания-производитель осциллографов Tektronix, а в начале 1980-х годов - производитель софтвера для проектировщиков микросхем Mentor Graphics (сейчас Siemens EDA). Чуть позже в Лесу возник производитель ПЛИС Lattice, а потом подтянулись японские компании: Fujitsu, Epson, NEC. Наконец, там сделали отделения IBM и HP, и "Кремниевый Лес" состоялся.
Жить в области Портленда хорошо. Полтора часа езды налево - океан. Полтора часа направо - горные лыжи. В самом Портленде - самый большой в мире книжный магазин, вокруг много лесных троп и рыбалки. Одна проблема для юного русского программиста: где искать девушек?
Варианты:
С американскими девушками можно знакомиться в клубах по интересам: танцы, аквариумные рыбки, садоводство. Правда, в цветоводческие клубы (Портленд известен как "Город Роз") хотят в основном пенсионеры.
Чтобы встретить русскую девушку, можно пробовать православные церкви, которых а Портленде есть целых три: русская, украинская и греческая. Но вы уверены, что готовы стоять каждое воскресенье с девушкой два часа на службе? Особенно после поцелуев до утра на берегу Коламбия Ривер?
Реально работающий лайфхак - это одновременно с работой в Кремниевом Лесу взять какие-нибудь вечерные курсы в локальном коммьюнити-коледже. В американских коледжах учится много девушек из Восточной Азии и Южной Америки. Инженеры идут у них на ура.
Если получится договориться с работодателем, то вы можете взять пару part-time курсов в Портландском Государственном Университете. Прикиньте, какой у них набор курсов про компьютерной архитектуре и проектированию микросхем и сравните с российскими и украинскими вузами. Хотя российские и украинские вузы из категории получше (МИЭТ, ВШЭ МИЭМ, МИРЭА, питерский ИТМО, киевский КПИ) внедрили у себя аналоги базовой компьютерной архитектуры и лабы по ПЛИС / FPGA, а в МИЭТ и МИРЭА есть курсы по синтезу и моделированию для ASIC, но эквивалент ECE 582 (формальная верификация) и ECE 583 (проектирование для низкого энергопотребления) я пока не видел ни в одном российском или украинскому вузе. И в Казахстане не видел, где уровень еще более базовый. (Про Белоруссию не знаю, хотя в Армении может быть получше из-за их работы с Synopsys):
Следующий шаг: если вы знакомитесь с девушкой из Тайваня, Кореи или Японии, то ваш главный козырь, чтобы понравится ее родителям - это работать в чем-нибудь, что связано с TSMC (для Тайваня), Samsung или SK Hynix (для Кореи) и Fujitsu, Matsushita или NEC (для Японии). А самый крутой партнер этих компаний в Кремниевом Лесу - это Mentor Graphics (кстати у них есть шикарный корпоративный детский садик прямо на кампусе, что тоже способствует):
Хотя Ментор не так на слуху, как Интел, но для мира электроники он не менее важен. В 1970-х проектировщики процессоров чертили дорожки и транзисторы микросхем на бумаге карандашом. В начале 1980-х Ментор и две другие компании (Daisy Systems и Valid Logic) сделали софтвер, который позволял рисовать схемы мышкой на экране, использовать симулятор, а также автоматически размещать элементы по площадке микросхемы.
Так появилась индустрия автоматизации проектирования микросхем - Electronic Design Automation, EDA, на которых стоит все проектирование гаджетов от Apple, микросхем в Tesle и SpaceX и вообще везде, в тос числе в Intel.
Когда в конце 1980-х произошла следущая революция (синтез схем из описаний на Verilog и VHDL), Mentor остался в бизнесе и вошел в новую тройку лидеров - Cadence, Synopsys and Mentor Graphics. Эти три компании постоянно скупали стартапы и обрастали новыми тулами. В конечном итоге Mentor купил Siemens, но он продолжает оперировать как раньше.
В отличие от Synopsys и Cadence, которые предлагают полный маршрут проектирования от идеи до GDSII файла по которому делают набор масок на фабрике, Ментор продает коллекцию программ, которая покрывает определенные ниши - в некоторых случаях лучше, чем Synopsys и Cadence.Одна из этих областей - это DRC, Design Rule Check, Проверка правил проектирования.
Вот картинка про DRC из курса Чарльза Данчека, слайды которого вы можете скачать здесь (Чарльз разрешил мне распостранять русский перевод курсов).
И мое краткое объяснение про DRC, которое я в свое время подготовил для курса от Роснано для профориентации продвинутых школьников "Как работают создатели умных наночипов: физическая сторона цифровой схемотехники":
"Передача файлов GDSII на фабрику для изготовления фотошаблонов микросхем и последующего производства по английски называется tapeout. Этот термин произошел еще в середине 20 века, когда разработчики печатных плат использовали ленты (tapes) для изображения дорожек на бумажных чертежах.
Tapeout - ответственный момент. Начальный платеж фабрике от компании-проектировщика за начало производства часто превышает миллион долларов. В эту сумму входит изготовление набора фотошаблонов, по которым производятся микросхемы. В дополнение к начальному платежу фабрика получает отчисления с каждой выпущенной микросхемы, от нескольких центов до десятков долларов. Если в проекте ошибки, и изготовленные микросхемы не работают, то потребуются дополнительные крупные платежи чтобы заново изготовить набор фотошаблонов. Повторный выпуск из-за ошибок по английски называется re-spin ("раскрутка заново").
Чтобы избежать или как минимум снизить количество ложных стартов, проектировщики используют программы физической верификации. Эти программы страхуют от ошибок, которые просочились в проект во время длинной цепочки шагов проектирования. Ошибки могут возникать как от несовершенства программ проектирования на более ранних этапах, так и от недосмотра инженера-проектировщика. Один из типов программ физической верификации - это DRC, Design Rule Check, проверка соблюдений правил проектирования от фабрики. Хотя эти правила учитывают на более ранних этапах проектирования и программа размещения, и программа трассировки, они могут не учесть все, поэтому требуется дополнительная проверка окончательного результата.
Правила проектирования от фабрики сильно усложнились за последние 30 лет при переходе от чипов с размерами транзисторов порядка микрона (миллионной части метра) к размерам порядка нанометров (миллиардных частей метра). Если раньше список правил занимал пару страниц, теперь он занимает десятки страниц. Выделился отдельный класс программ проверки, которые занимаются "эффектом антенны" (Antenna Checks), возможностью повреждения соединений микросхемы во время производства. Одновременно размер микросхем вырос с тысяч транзисторов до миллиардов, поэтому проверка геометрических правил на уровне транзистров требует долгого времени и все чаще распараллеливается на несколько компьютеров.
Кроме DRC, к программам физической верификации относятся LVS (Layout versus Schematic), которая проверяет соответствие геометрических фигур файла GDSII исходной логической схеме, а также ERC (Electrical Rule Check), которая исследует возможность неполадок из-за физических электрических эффектов."
Так это я все к чему. В эту субботу 19 февраля вы можете пообщаться с менторовцами в Москве, в рамках Сколковской Школы Синтеза Цифровых Схем. Занятие начнется в полдень. Зарегистрируйтесь на сайте школы и пошлите емейл Александру Биленко на info@chipexpo.com . Если у вас есть учетная карточка для VPN от МИЭТ, вы даже сможете выполнить серию лабораторных работ с Calibre DRC. Также см. дополнительную информацию в этом видео c 3:24:
Но Calibre - это только один из самых известных продуктов продуктов Ментора. На занятии в субботу вы также посмотрите на решение Ментора для размещения и трассировки стандартных ячеек - базовых элементов микросхем.
Это решение, которое называется Aprisa, выросло из софтвера компании Avatar Integrated Systems, которую Ментор купил в 2020 году. Большая часть индустрии использует софтвер для размещения и трассировки от Synopsys и Cadence, но у Avatar Aprisa выросла группа поклонников в индустрии, которые сравнили Aprisa с конкурентами и написали самому известному в индустрии блоггеру Джону Кули , что Aprisa работает на 10-15% лучше: размещает схему на меньшую площадь, отчего схема получается со сниженным статическим энергопотреблением (энергопотребление которое происходит даже когда микросхема ничего не делает, это энергопотребление пропорционально площади). Также согласно нескольким отзывам на сайте Джона Кули, Aprisa лучше обрабатывает congestion (затор проводов в одном месте, из-за него блоки приходится "раздвигать").
Вот видео, связанное с Априсой на русском языке, где работники Ментора в России рассказывают разные интересные вещи, например какие новые физические эффекты появляются, когда мы переходим от микросхем на 16 нанометров к микросхемам на 5-7 нанометров. В частности, временные задержки, связанные с сопротивленим соединений, становятся более важными, чем задержки, связанные с емкостью:
А напоследок я скажу, что работы, связанные с продвинутым физическим проектированием, сейчас есть и в Москве. Вот только сегодня набрел на объявление на сайте Байкал Электроникс:
Ну и разумеется я поздравляю всех девушек, которые дочитали пост до этого места, С Днем Святого Валентина (в России он уже прошел, но в Калифорнии и Орегоне он еще идет). Ура!
И ждем вас на семинаре!
