Cadence e IBM
Cadence es líder mundial en software computacional y ayuda a las empresas a diseñar los microchips que impulsan las tecnologías emergentes más importantes de la actualidad: nuevos tipos de IA, sistemas de vehículos autónomos y tecnología avanzada para ayudar a las personas con discapacidad, por citar sólo algunos ejemplos.
Cuando IBM desarrolló los primeros nodos de microchip del mundo a escala de dos nanómetros (nm), fue el último hito en el continuo impulso por empaquetar más circuitos en trozos de silicio cada vez más diminutos. El nodo de 2nm encierra la promesa de una revolucionaria eficiencia energética y enormes saltos adelante en tecnología.
Pero a una escala tan pequeña, el diseño de circuitos diferenciados en chips, realizado mediante la automatización del diseño electrónico (EDA), requiere un procesamiento increíblemente complejo y unos grados de precisión y cálculo sin precedentes.
IBM ha profundizado recientemente en su asociación con Cadence para aprovechar la cartera de productos EDA y sistemas centrales de Cadence, que incluye software digital, analógico y de verificación, así como soluciones de análisis de sistemas y embalaje de circuitos integrados en 3D. Como resultado, podemos ofrecer mejor soluciones innovadoras a los clientes en las áreas de chip y envasado, tecnología lógica, diseño y habilitación en la nube.
"Cadence e IBM han colaborado en el diseño de chips durante varios años, y nuestra estrecha asociación en el desarrollo de silicio y el reciente trabajo con Cadence en la nube de IBM refleja la profundización de la asociación", dijo Vandana Mukherjee, gestor sénior de Investigación, Nube híbrida y Semiconductores de IBM.
IBM está implementando la tecnología de implementación digital basada en IA de Cadence para diseñar nuestro silicio líder orientado al almacenamiento y el cifrado. Las herramientas de diseño de paquetes de circuitos integrados (IC) Cadence 3D son un elemento crucial del diseño del sistema y permiten el análisis de problemas eléctricos y térmicos. Aprovechando las soluciones de Cadence de front-end a back-end, el equipo de IBM está desarrollando metodologías para analizar y verificar el rendimiento global del sistema para diseños de sistemas inteligentes.
Habilitación de cargas de trabajo EDA en la nube
Cadence también es uno de los primeros en adoptar las soluciones de IBM, ya que implementó IBM Cloud durante más de tres años para ayudar en su desarrollo de software interno y cargas de trabajo EDA.
"La computación es como el oxígeno para nosotros", afirma Tarak Ray, director de Sistemas de Información de Cadence. “Contamos con unos 10 000 ingenieros y cinco grandes centros de datos internos donde se implementan millones de trabajos cada mes”.
La presión por una mayor potencia de cálculo viene de todas partes a la vez. El mercado demanda cada año más chips. La creciente incorporación de IA en los productos finales y la creciente demanda de personalización requieren una nueva sofisticación en el diseño de circuitos. Y casi todos los diseños de chips compiten entre sí para salir al mercado. Cadence incorpora IA y machine learning (ML) en sus procesos de EDA para ayudar a los ingenieros a trabajar más rápido, pero esas rutinas también necesitan más potencia de CPU.
Entonces, ¿cómo satisface Cadence esta demanda?
Ampliar los centros de datos de la empresa no es la solución ideal. Además de las limitaciones de espacio, Ray señala que hay otros desafíos que considerar. “Tenemos que comprar los servidores y hay un tiempo de espera para su instalación. Es un mes mínimo para los servidores. Para los equipos de red, podría llevar más tiempo. Y nuestros ingenieros están pidiendo la computación ahora", dice.
La respuesta obvia es la nube. Pero en EDA no es tan sencillo. Una nube EDA necesita un nuevo nivel de agilidad, que permita que cargas de trabajo masivas (que involucran millones de cálculos y volúmenes de datos en terabytes o petabytes) se trasladen de manera fluida entre las instalaciones locales y la nube. También debe ser muy flexible, permitiendo una profunda diferenciación de un proyecto a otro, porque la demanda de chips personalizados significa que diferentes proyectos necesitan diferentes tipos de servidores y plataformas. Y debe ser seguro. Como dice Paul Cunningham, vicepresidente sénior y director general del grupo de Sistemas y Verificación de Cadence: “Los datos que procesan nuestras herramientas contienen algunos de los secretos comerciales más valiosos de nuestros clientes. La seguridad es esencial”.
La solución también debe ofrecer una excelente potencia de cálculo por coste. Hace apenas cuatro años, explica Ray, los proveedores de EDA tenían un uso muy bajo de los recursos de procesamiento centrales debido a complicaciones con las configuraciones de servidores y la distribución de múltiples cargas de trabajo a nivel mundial. Con los volúmenes de CPU que requiere EDA, los recursos no utilizados se suman a una ineficiencia de costos significativa. Cadence tenía como objetivo aumentar considerablemente la utilización.
Cadence diseñó estratégicamente su solución con una combinación de recursos informáticos locales y basados en multinube, incluida la computación de alto rendimiento (HPC) en la nube de IBM. "IBM Cloud realmente entiende las redes híbridas y los desafíos de la industria EDA", dice Ray. "Ofrece una selección de servidores bare metal y servidores virtuales; tiene almacenamiento, movimiento de datos y sincronización, redes, elección de firewalls y sólidas opciones de nube privada virtual (VPC)... Es la solución completa. Nos proporciona capacidad adicional con una interrupción mínima o nula. Si necesitamos explotar una enorme capacidad informática, podemos conseguirla".
Los recursos de IBM ayudan a impulsar tres flujos de trabajo en el entorno informático de Cadence: diseño de chips para las propias soluciones de Cadence, servicios de verificación de sistemas para diseños de clientes externos y desarrollo de herramientas EDA de Cadence.
Cadence e IBM crearon la solución en torno a estos componentes principales:
- IBM Cloud Bare Metal Servers e IBM Cloud Virtual Servers for VPC, que Cadence utiliza para acceder a la potencia de cómputo para escalar. Toda la pila no solo es flexible y de alto rendimiento; está diseñado para cumplir con estrictos requisitos de seguridad, como las aprobaciones de seguridad de fundición de silicio, para las cargas de trabajo en cuestión.
- IBM Spectrum LSF Suites para la gestión de cargas de trabajo y la programación de trabajos sin interrupciones en los recursos informáticos locales de Cadence y en IBM Cloud. "Hace que sea realmente fácil de levantar y desplazar, y se puede estar hablando de terabytes", dice Cunningham.
- IBM Storage Scale para un almacenamiento de archivos y objetos definido por software y rico en seguridad, con un rendimiento ajustado al entorno de la nube y capaz de gestionar las intensas demandas de entrada/salida (I/O) de EDA, permite un movimiento de datos transparente y fluido entre las instalaciones y la nube, sincronizando cuando es necesario. "Los trabajos de EDA realmente agotan los sistemas de almacenamiento: escriben mucho, leen mucho", dice Ray. "Las IO Ops de IBM funcionaron desde el primer día".
- IBM Aspera para la transferencia a alta velocidad de archivos y cargas de trabajo de gran tamaño hacia y desde las instalaciones y la nube.
- Red Hat OpenShift para ayudar a levantar y cambiar cargas de trabajo, principalmente cargas de trabajo Unix para EDA, entre las instalaciones y la nube.
Para cumplir con los requisitos de seguridad de Cadence, Cadence e IBM integraron los componentes de la solución con IBM Cloud Activity Tracker e IBM Security and Compliance Center para la detección, auditoría e informes sobre eventos relacionados con la seguridad y el cumplimiento.
Ray añade: "IBM tiene un equipo técnico muy bueno. Saben lo que están haciendo y están extremadamente enfocados en hacer que el cliente tenga éxito. Entendieron nuestra visión y trabajaron en estrecha colaboración con nosotros para diseñar esta solución que cumpliera con nuestros objetivos estratégicos".
Cunningham explica el impacto que puede tener la solución en el tiempo de comercialización. "Está ejecutando un programa para ofrecer un nuevo producto de silicio y se encuentra en un momento crucial en el que necesita ofrecer una determinada calidad de resultados, cumplir los objetivos de verificación o asegurarse de haber realizado suficientes pruebas. El tiempo apremia y quiere irrumpir en la nube lo antes posible. Hace varios años, no había forma de hacer esto. Había que lidiar con obstáculos relacionados con la seguridad y el desplazamiento u otras cosas. Ahora, con Cadence OnCloud, realmente podemos hacerlo”.
IBM Cloud HPC está diseñado para ofrecer un mayor rendimiento de almacenamiento, mayor potencia de cálculo y mayores niveles de seguridad, y con estas capacidades, estamos ayudando a Cadence a impulsar la eficiencia general y mejorar HPC para el rendimiento de la carga de trabajo de software computacional».
"IBM Cloud y Cadence han cocreado una EDA como experiencia del cliente para satisfacer las demandas de nuestros clientes de una experiencia sin fricciones con capacidad flexible", dijo Christopher Rusert, líder mundial de alto rendimiento en IBM. "A través de esta asociación, ofrecemos a los clientes un camino flexible hacia la nube para la modernización de las aplicaciones EDA".
Tener más potencia de cálculo no solo es más accesible que nunca, sino que también es más rentable. Con la plataforma IBM Cloud HPC, Cadence superó su objetivo de alta utilización. Ahora, Cadence llevará estas mejoras al mercado, utilizando la solución IBM Cloud HPC para respaldar su plataforma EDA SaaS orientada al cliente, Cadence OnCloud.
Conozca a Mahesh Turaga, vicepresidente de Desarrollo empresarial en la nube de Cadence. En su puesto, Turaga conoce a fondo el mercado de la nube.
"Estamos en la cúspide de una adopción masiva de la nube", afirma Turaga, y añade que Cadence ha visto cómo algunas grandes empresas se han comprometido a trasladar todas sus cargas de trabajo de EDA a la nube en los últimos años. Cadence ya ha visto una adopción significativa de su cartera Cadence OnCloud por parte de clientes pequeños y medianos que han realizado con éxito cientos de "tapeouts", el proceso intensivo de computación para producir la fotomáscara final de un circuito integrado, en la nube. Explica que el cambio ahora se verá impulsado en gran parte por la aparición de tecnologías de IA generativa (IA gen) y modelos de lenguaje de gran tamaño (LLM): "Ahora, con la IA generativa y el LLM, estamos ante mejoras de productividad de próxima generación en todos los ámbitos. Las posibilidades son infinitas. Creo que nos hará a todos increíblemente productivos. También impulsará la necesidad de la elasticidad infinita disponible en la nube".
¿Pero qué pasa con el coste? Aunque la factura de la elasticidad infinita puede ser superior a la que paga una empresa por los recursos locales, "es comparar manzanas con naranjas", dice Turaga. "Mírelo desde el punto de vista de la transformación empresarial". Menciona a un cliente de Cadence que redujo el tiempo de comercialización de sus chips en dos meses al trasladar las cargas de trabajo de EDA a la nube. “Ese es el valor comercial que debe considerar. Si puede acelerar la productividad de sus ingenieros en un determinado porcentaje, ¿qué supone eso para su cuenta de resultados? Para un proyecto típico de 5 nm, la mayor parte del coste es esfuerzo de ingeniería. Incluso si logra que sus ingenieros sean un 10 % más productivos, tendrá una enorme ventaja”.
Cadence Design Systems, Inc. es un líder fundamental en el diseño de sistemas electrónicos, con más de 30 años de experiencia en software computacional. La empresa aplica su estrategia subyacente de Diseño de Sistemas Inteligentes para ofrecer software, hardware e IP que conviertan los conceptos de diseño en realidad. Los clientes de Cadence son empresas innovadoras que ofrecen productos electrónicos, desde chips hasta placas y sistemas completos, para las aplicaciones más dinámicas del mercado, como la informática a hiperescala, las comunicaciones 5G, la automoción, la telefonía móvil, la industria aeroespacial, el consumo, la industria y la sanidad. Durante nueve años consecutivos, la revista Fortune nombró a Cadence como una de las 100 mejores empresas para trabajar.
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Los ejemplos de clientes se presentan como ilustraciones de cómo dichos clientes han utilizado los productos de IBM y los resultados que pueden haber obtenido. El desempeño, los costes, los ahorros reales u otros resultados en sus entornos operativos podrían variar.