انقلاب کیدنس در خودکارسازی طراحی تراشه؛ رونمایی از دیتاسنتر مستقل و سوپرایجنت‌های هوش مصنوعی

شرکت کیدنس (Cadence) این هفته در جریان رویداد GTC مونیخِ انویدیا، از سه دستاورد بزرگ در حوزه خودکارسازی طراحی تراشه رونمایی کرد؛ این نوآوری‌ها شامل یک ابر هوش مصنوعی مستقل (Sovereign AI Cloud) ویژه طراحی مهندسی، یک سوپرایجنت جدید هوش مصنوعی برای طراحی بردهای مدار چاپی (PCB) و یک پروژه توسعه مشترک با شرکت تویوتا موتور اروپا به‌منظور اجرای شبیه‌سازی‌های پیشرفته آیرودینامیک با بهره‌گیری از پردازنده‌های گرافیکی بلک‌ول (NVIDIA Blackwell) است.

دیتاسنتر مستقل هوش مصنوعی برای طراحی تراشه

کیدنس از راه‌اندازی یک دیتاسنتر مستقل هوش مصنوعی در مونیخ برای پشتیبانی از مشتریان اروپایی خود خبر داد. این مرکز داده از خدمات ابری Cadence OnCloud، سیستم‌های مجهز به پردازنده مرکزی NVIDIA Vera، پلتفرم دوقلوی دیجیتال Cadence Reality و ابررایانه هوش مصنوعی Cadence Millennium M2000 مجهز به پردازنده‌های بلک‌ول انویدیا پشتیبانی می‌کند. کیدنس ادعا می‌کند نخستین ارائه‌دهنده ابزارهای خودکارسازی طراحی الکترونیک (EDA) در اروپا به‌شمار می‌رود که یک پلتفرم مستقل هوش مصنوعی را برای طراحی نیمه‌رساناها، سیستم‌ها و کارخانه‌های هوش مصنوعی ارائه می‌دهد؛ بستری امن که به مشتریان اروپایی امکان می‌دهد تراشه‌ها، بسته‌بندی‌های پیشرفته، سیستم‌ها، کاربردهای هوش مصنوعی فیزیکی و زیرساخت‌های محاسباتی را با حفظ کامل داده‌ها در حوزه قضایی اروپا طراحی کنند.

ابر اختصاصی کیدنس سه لایه مهندسی مبتنی بر هوش مصنوعی را در هم ادغام می‌کند:

• هوش مصنوعی مبتنی بر ایجنت (Agentic AI): سوپرایجنت Cadence AuraStack که بر پایه مدل‌های باز Nemotron انویدیا توسعه یافته است، وظایف طراحی سیستم‌های الکترونیکی از جمله رسم شماتیک، جانمایی قطعات، مسیریابی و بهینه‌سازی چندمقصدی را به‌صورت خودکار و هماهنگ به انجام می‌رساند.
• نرم‌افزارهای محاسباتی: فناوری‌های EDA و SDA کیدنس با استفاده از کتابخانه‌های بهینه‌شده CUDA-X انویدیا برای پردازنده‌های گرافیکی (مانند cuDSS) و پلتفرم انویدیا امنی‌ورس (Omniverse)، فرآیندهای تحلیل یکپارچگی توان، تحلیل حرارتی، مشخصه‌یابی الکترومغناطیسی و شبیه‌سازی مدارهای پیچیده را شتاب می‌بخشند.
• محاسبات شتاب‌یافته: سیستم‌های Cadence Millennium M2000 با بهره‌گیری از توان پردازنده‌های گرافیکی بلک‌ول انویدیا، زیرساختی مشترک و مقیاس‌پذیر برای اجرای سوپرایجنت AuraStack و نرم‌افزارهای مهندسی کیدنس فراهم می‌سازند.

حضور سوپرایجنت‌های هوش مصنوعی کیدنس در نوکیا

کیدنس زیرساخت هوش مصنوعی ایجنت‌محور خود را به یکی از جامع‌ترین سبدهای راهکار خودکارسازی طراحی تراشه در صنعت تبدیل کرده است؛ تحولی اساسی که می‌تواند بهره‌وری مهندسی و سرعت عرضه محصولات به بازار را به میزان چشمگیری افزایش دهد. این راهکار که ابتدا با سوپرایجنت ChipStack AI برای طراحی و اعتبارسنجی سیستم‌های روی چیپ (SoC) آغاز شده بود، اکنون به چهار ابزار تخصصی توسعه یافته است که شامل InnoStack AI برای پیاده‌سازی و اعتبارسنجی نهایی دیجیتال (Signoff)، ابزار AuraStack AI برای طراحی PCB و بسته‌بندی‌های پیشرفته، و ViraStack AI برای طراحی مدارهای سفارشی و آنالوگ می‌شود.

شرکت نوکیا در حال استقرار سوپرایجنت Cadence AuraStack برای طراحی بردهای مدار چاپی و بسته‌بندی پیشرفته است تا توسعه سیستم‌های الکترونیکی خود را در مقیاس وسیع ارتقا دهد. نوکیا با به‌کارگیری هوش مصنوعی مبتنی بر ایجنت در بستری امن و محلی (On-premises)، فرآیندهای کلیدی طراحی و تحلیل را تا ۵ برابر سرعت بخشیده و در عین حال کنترل کاملی بر داده‌های حساس مهندسی و مالکیت معنوی خود حفظ کرده است.

تیم کاستا، نایب‌رئیس و مدیرکل بخش مهندسی صنعتی و محاسباتی انویدیا، در این خصوص توضیح می‌دهد: «هوش مصنوعی به تیم‌های مهندسی سرعت لازم برای بررسی طرح‌های متنوع‌تر و بینش عمیق‌تر جهت اتخاذ بهترین تصمیمات مهندسی را می‌بخشد، در حالی که داده‌های اختصاصی و تجربیات کلیدی آن‌ها کاملاً تحت نظارت خودشان باقی می‌ماند. نوکیا این قابلیت را از طریق ایجنت‌های کیدنس که با مدل‌های باز Nemotron انویدیا و ابزارهای شبیه‌سازی توسعه یافته‌اند، به محیط اختصاصی خود آورده است. این همکاری مشترک، خودکارسازی طراحی را به تحلیل‌های توان مصرفی، حرارتی و الکترومغناطیسی لازم برای ارزیابی هر تکرار پیوند می‌زند و هم‌زمان امنیت داده‌های اختصاصی و مالکیت معنوی نوکیا را تضمین می‌کند.»

این همکاری، الگوی نوینی از مهندسی مبتنی بر هوش مصنوعی را در میان شرکت‌های پیشرو حوزه سیستم‌های الکترونیکی به نمایش می‌گذارد. نوکیا می‌تواند با تکیه بر سوپرایجنت AuraStack، وظایف مهندسی را خودکار سازد، توازن‌های پیچیده سیستم را بسنجد و چرخه‌های تحلیل چندفیزیکی (Multiphysics) را در سراسر سیستم‌های ناهمگن الکترونیکی تکمیل کند. علاوه بر این، معماری ماژولار پلتفرم Millennium به نوکیا امکان می‌دهد هم‌گام با افزایش نیازها، ظرفیت محاسباتی خود را گسترش دهد و چندین تسک مهندسی مبتنی بر ایجنت را به‌صورت موازی به پیش ببرد.

همکاری کیدنس و تویوتا برای شبیه‌سازی‌های پیشرفته خودرویی

کیدنس این روزها فراتر از یک شرکت توسعه نرم‌افزارهای طراحی الکترونیک عمل می‌کند و دامنه فعالیت خود را به تحلیل و طراحی سیستم‌ها، علوم زیستی و مهندسی مکانیک گسترش داده است. این شرکت اعلام کرد در همکاری با شرکت تویوتا موتور اروپا (TME)، ارزیابی شبیه‌سازی‌های فوق‌دقیق آیرودینامیک خارجی و آیروآکوستیک را روی مدل خودروی Aygo X با استفاده از نرم‌افزار دینامیک سیالات محاسباتی Cadence Fidelity CFD آغاز کرده است. این پروژه نشان می‌دهد که محاسبات شتاب‌یافته چگونه می‌تواند زمان اجرای فرآیندهای CFD را کاهش دهد و زمینه‌ساز ایجاد مجموعه‌داده‌های شبیه‌سازی غنی‌تری برای پایه‌ریزی مدل‌های هوش مصنوعی مبتنی بر فیزیک شود.

آنتوان دولاکروآ، مدیر ارشد بخش تحقیق و توسعه مهندسی عملکرد خودرو در تویوتا موتور اروپا، در این باره می‌گوید: «همکاری ما با کیدنس ثابت می‌کند که اجرای شبیه‌سازی‌های CFD فوق‌دقیق و مقیاس‌پذیر بر بستر پردازنده‌های گرافیکی انویدیا می‌تواند زمان پردازش را بدون افت دقت، به‌شکل چشمگیری نسبت به فرآیندهای پیشین مبتنی بر پردازنده مرکزی (CPU) کاهش دهد. چنین فرآیند سریعی بر پایه شبیه‌سازی آیرودینامیک، مسیر ما را برای ساخت خودروهایی باکیفیت‌تر هموارتر می‌سازد.»

نکته قابل‌توجه این است که این پروژه، کارایی مقیاس‌پذیر پردازنده‌های گرافیکی مدرن را به رخ کشید. در گذشته، فرآیندهای CFD اغلب روی پردازنده‌های مرکزی یا پردازنده‌های گرافیکی رده ورک‌استیشن مخصوص طراحی مانند Nvidia RTX Pro 6000 اجرا می‌شدند، اما این دستاورد نشان داد که با اضافه کردن پردازنده‌های گرافیکی رده دیتاسنتر، می‌توان به افزایش سرعتی تقریباً خطی دست یافت.

در شبیه‌سازی خودروی Aygo X، نمودار سمت راست نشان می‌دهد که پیکربندی مجهز به ۸ پردازنده گرافیکی B200 حدود ۵ برابر سریع‌تر از نسخه سرور RTX PRO 6000 بلک‌ول به همگرایی محاسباتی می‌رسد. همچنین این ارزیابی، تفاوت عملکرد هر پردازنده را نمایان می‌کند؛ به‌طوری‌که برای دستیابی به‌سرعت همگرایی حاصل از ۸ پردازنده B200، به ۳۲ پردازنده گرافیکی RTX PRO 6000 نیاز خواهد بود.

جایگاه پردازنده‌های گرافیکی در دنیای طراحی مهندسی

از لحاظ تاریخی، بخش عمده نرم‌افزارهای طراحی مهندسی روی پردازنده‌های مرکزی اجرا می‌شدند؛ موضوعی که تا حدی به مدل‌های قیمت‌گذاری مبتنی بر هر هسته پردازشی و تا حدی به تلاش‌های فنی پیچیده برای انتقال و موازی‌سازی این برنامه‌ها روی پردازنده‌های گرافیکی مربوط می‌شد. با این حال، امروزه این روند با حضور پردازنده‌های گرافیکی فوق‌سریع و ابزارهای هوش مصنوعی دستخوش تحولی بنیادین شده است.