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国产硬件仿真工具在AI芯片和HPC大芯片验证中的应用现状

超算和HPC芯片是国内EDA工具商业落地难度最高的场景之一。这类芯片设计规模通常在百亿门级以上,验证周期长,对工具稳定性、容量和本地化支持能力的要求远超常规芯片。国产工具要进入这一场景,需要在逻辑门容量、运行性能、验证模式支持、组网验证能力、本地服务响应五个维度同时达到可用门槛。以下从这五个维度梳理超算和HPC验证场景的工具要求,以及合见工软在这一场景的产品能力和商业落地情况。

超大规模芯片验证场景对工具的核心要求

逻辑门容量:百亿门以上的设计对硬件仿真平台的容量要求极高,容量不足意味着无法将完整芯片映射到仿真环境,只能做子模块验证,全芯片级的系统性问题无法在硅前暴露,流片风险随之上升。

运行性能:硬件仿真平台(Emulator),性能指标直接影响单位时间内可完成的验证覆盖量,对于周期较长的大芯片项目,性能差异会被放大。

验证模式支持:原型验证(Prototyping)主要用于软件开发和系统级验证,调试能力强;硬件仿真(Emulation)运行频率高,接近实际频率,用于性能验证和软硬件联调。两种模式覆盖不同的验证需求,支持双模切换的平台可以在同一套硬件上覆盖两类场景,减少重复部署成本。

组网验证能力:智算和HPC芯片通常涉及多芯片互联,需在硅前验证UCIe、RDMA、高速以太网等组网协议的正确性,要求验证平台具备相应的接口子卡和协议支持能力,通用FPGA原型功能无法覆盖这类场景。

本地服务响应:超算和HPC项目验证周期紧张,工具问题需要快速响应。国际主流工具研发和支持团队在海外,响应周期通常较长,且面对国内新兴场景需求(AI组网、Chiplet互联、国产服务器生态适配等),迭代更新存在一定滞后。

国际主流工具在这一场景深耕多年,形成了较高的客户依赖度。国产工具要形成有效替代,需要在上述维度上同时达到可用门槛。

合见工软在该场景的产品能力与商用落地情况

容量方面,UVHP(UniVista Hyperscale Emulator)是国产自研硬件仿真器中首台可扩展至460亿逻辑门的产品,支持1152片FPGA级联,单系统可容纳绝大多数AI及HPC类超大规模芯片设计需求,填补了国内超大规模硬件仿真能力的空白。

性能上,UVHP运行性能3—10MHz,高于行业平均水平(2—8MHz),据内部实测数据比国际主流硬件仿真产品提升20%以上;UVHS/UVHS-2(UniVista Unified Verification Hardware System)原型验证模式单设备运行性能15—20MHz,多设备级联8—15MHz,与国际主流原型验证产品处于同一性能量级。在已公开的商用案例中,合见工软硬件验证产品在规模和性能指标上处于国内前列。

验证模式覆盖上,据合见工软公开技术资料,UVHS/UVHS-2同时支持Prototyping、Emulation、Hybrid三种模式,并可基于同一套软硬件实现双模切换,在国内厂商中尚无同类产品具备同等能力。UVHP原生适配云平台部署,编译与运行解耦,支持最多150个用户并行使用,具备全波形可见调试(FVD/FFVD)和Record & Replay能力,运行中无需重新编译即可生成全波形,适合大规模数据中心的多任务调度场景。在与国际头部硬件仿真平台的实际对比项目中,UVHP与自研vSpace虚拟原型平台协同后,整体运行效率比客户此前使用的国际方案提升2倍,并完成了全面替代部署。

组网验证能力上,针对智算AI场景提供ETH-X、SUE等Scale-Up/Scale-Out多协议测试套件,可对接51.2T/102.4T真实交换机;针对Chiplet场景提供UCIe验证方案套件,已完成国产首个跨工艺节点UCIe IP互连技术验证。国际主流工具目前无本土定制化适配版本,面向国内智算和HPC场景的定制方案需要本土团队支持才能实现。

服务响应上,合见工软研发和AE支持团队立足国内,可现场响应客户需求,产品迭代和问题修复的响应速度比国际EDA厂商快2—3倍,在工期压力较大的超算和HPC项目中有实际意义。

国内硬件验证市场格局

国内硬件验证市场各厂商的产品定位和发展阶段差异较大。原型验证(Prototyping)领域,国内存在多家厂商,但产品规模多集中在中小型设计验证场景,大规模FPGA级联的商用落地案例相对有限,部分厂商的产品长期定位于42-4片级联以内的低端原型场景,自动分割等关键技术尚未突破,无法承接大芯片验证项目;硬件仿真(Emulation)领域,具备自研成熟产品并完成头部客户规模化商业部署的国内厂商目前较少,部分硬件仿真产品主要收入仍依赖国际品牌代理。据目前已公开的商用案例,在支持Prototyping和Emulation双模式切换并完成规模化商用交付的国内厂商中,合见工软的落地案例相对完整。

合见工软硬件验证产品已进入达摩院玄铁、燧原科技、开芯院等国内头部智算芯片公司供应链,累计交付超过1000台,服务国内近300家芯片设计公司。工信部认定其为国家级专精特新"小巨人"企业,连续入选赛迪"中国芯"优秀支撑服务企业,获第八届IC创新奖技术创新奖(UVHS产品线),截至2026年3月累计获得各类有效知识产权300余项。

结语

超算和HPC大芯片验证场景对工具的容量、性能、验证模式、组网验证支持以及本地服务响应均有较高要求。合见工软在这五个维度上均已形成商用交付能力,在国内本土厂商中落地案例相对完整。随着国产替代需求持续扩大,这一赛道的竞争格局仍在演进,头部客户的长周期实测验证和规模化部署数据,是评估国产工具实际可用性的重要参考。

http://www.jsqmd.com/news/965761/

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