[PPT] - The End of EDA Toward System Design Ral Camposano PowerPoint Presentation

SLIDE 1

The ¡End ¡of ¡EDA ¡

Toward ¡System ¡Design ¡

Raúl ¡Camposano ¡

November, ¡2014 ¡

SLIDE 2

The ¡End ¡of ¡EDA ¡

2 ¡

What ¡we ¡may ¡be ¡witnessing ¡is ¡not ¡just ¡the ¡ commodiBzaBon ¡of ¡electronics, ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡

r ¡the ¡passing ¡of ¡a ¡parBcular ¡period ¡of ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡

electronic ¡design ¡/ ¡EDA, ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ but ¡the ¡end ¡of ¡electronic ¡design ¡/ ¡EDA ¡as ¡such: ¡ that ¡is, ¡the ¡end ¡point ¡of ¡a ¡technological ¡evoluBon ¡ and ¡the ¡universalizaBon ¡of ¡the ¡use ¡of ¡electronics ¡ as ¡the ¡final ¡form ¡of ¡intelligence ¡in ¡everything ¡[1]. ¡ ¡

[1] ¡ ¡Paraphrasing ¡Francis ¡Fukuyama’s ¡essay ¡"The ¡End ¡of ¡History?" ¡The ¡NaBonal ¡Interest, ¡1989 ¡

SLIDE 3

The ¡Free ¡Lunch ¡is ¡(largely…) ¡Over ¡

3 ¡ Intel ¡CPU ¡IntroducBons ¡(graph ¡updated ¡August ¡2009; ¡arBcle ¡text ¡original ¡from ¡December ¡2004) ¡ Source: ¡ ¡The ¡Free ¡Lunch ¡Is ¡Over: ¡A ¡Fundamental ¡Turn ¡Toward ¡Concurrency ¡in ¡So`ware ¡

2014 ¡ Fastest ¡i7 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡3.6/4.0GHz, ¡150W ¡ Fastest ¡Xeon ¡ ¡3.4/3.7GHz, ¡155W ¡

SLIDE 4 4 ¡

Electronics ¡$ ¡ ¡91 ¡ Other ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡$120 ¡

SLIDE 5

SW ¡>$42 ¡per ¡Device ¡

5 ¡

SLIDE 6

Systems ¡Companies ¡Capturing ¡Value ¡

6 ¡ 0 ¡ 50 ¡ 100 ¡ 150 ¡ 200 ¡ 2005 ¡ 2006 ¡ 2007 ¡ 2008 ¡ 2009 ¡ 2010 ¡ 2011 ¡ 2012 ¡ 2013 ¡ Samsung ¡ Apple ¡ Microso` ¡ Amazon ¡ Google ¡ Intel ¡ Facebook ¡ Revenue ¡ $B ¡

SLIDE 7

HW ¡vs. ¡SW ¡

7 ¡ Palerson ¡/ ¡Hennessy ¡– ¡The ¡HW ¡/ ¡SW ¡Interface ¡ Big ¡Switch ¡Networks ¡ Wikipedia ¡ Xilinx ¡

So`ware-‑Defined ¡Satellite ¡

SLIDE 8

EDA ¡also ¡Evolved ¡into ¡(mostly) ¡SW ¡ ¡

Gen ¡1 ¡ ¡1960-‑1980 ¡

– CALMA, ¡Computervision, ¡Applicon, ¡Zuken ¡ – Customized ¡WorkstaBon ¡+ ¡Artwork ¡EdiBng ¡SW ¡

DMV ¡ ¡ ¡ ¡

¡1981-‑1988 ¡

– Daisy, ¡Mentor, ¡Valid ¡ – SBll ¡substanBal ¡focus ¡on ¡Hardware ¡sales ¡

Gen ¡3 ¡ ¡1988 ¡

– Cadence ¡(88 ¡ECAD ¡+SDA), ¡Mentor, ¡Synopsys ¡(OpBmal ¡ SoluBons ¡86) ¡ – So`ware ¡

8 ¡

SLIDE 9

EDA ¡

¡$-‑ ¡ ¡ ¡$1 ¡ ¡ ¡$2 ¡ ¡ ¡$3 ¡ ¡ ¡$4 ¡ ¡ ¡$5 ¡ ¡ ¡$6 ¡ ¡ ¡$7 ¡ ¡ ¡$8 ¡ ¡ 1996 ¡ 1997 ¡ 1998 ¡ 1999 ¡ 2000 ¡ 2001 ¡ 2002 ¡ 2003 ¡ 2004 ¡ 2005 ¡ 2006 ¡ 2007 ¡ 2008 ¡ 2009 ¡ 2010 ¡ 2011 ¡ 2012 ¡ 2013 ¡ SNPS ¡goes ¡ratable ¡ CDNS ¡goes ¡ratable ¡ EDAC ¡MSS ¡ $B ¡ 9 ¡

SLIDE 10

EDA ¡

¡$-‑ ¡ ¡ ¡$1 ¡ ¡ ¡$2 ¡ ¡ ¡$3 ¡ ¡ ¡$4 ¡ ¡ ¡$5 ¡ ¡ ¡$6 ¡ ¡ ¡$7 ¡ ¡ ¡$8 ¡ ¡ 1996 ¡ 1997 ¡ 1998 ¡ 1999 ¡ 2000 ¡ 2001 ¡ 2002 ¡ 2003 ¡ 2004 ¡ 2005 ¡ 2006 ¡ 2007 ¡ 2008 ¡ 2009 ¡ 2010 ¡ 2011 ¡ 2012 ¡ 2013 ¡ SNPS ¡goes ¡ratable ¡ CDNS ¡goes ¡ratable ¡ EDAC ¡MSS ¡ $B ¡

CAGR ¡= ¡6% ¡

10 ¡

SLIDE 11

Buffet’s ¡ValuaBon ¡Indicator ¡

11 ¡ Source: ¡Board ¡of ¡Governors ¡of ¡the ¡Federal ¡Reserve ¡System ¡and ¡U.S. ¡Bureau ¡of ¡Economic ¡Analysis ¡ 1950 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡1960 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡1970 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡1980 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡1990 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡2000 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡2010 ¡

SLIDE 12

Gross ¡World ¡Product ¡

Source: ¡World ¡Bank ¡ ¡$-‑ ¡ ¡ ¡$10 ¡ ¡ ¡$20 ¡ ¡ ¡$30 ¡ ¡ ¡$40 ¡ ¡ ¡$50 ¡ ¡ ¡$60 ¡ ¡ ¡$70 ¡ ¡ ¡$80 ¡ ¡ $T ¡ 12 ¡

SLIDE 13

Gross ¡World ¡Product ¡

Source: ¡World ¡Bank ¡ $T ¡ ¡$-‑ ¡ ¡ ¡$10 ¡ ¡ ¡$20 ¡ ¡ ¡$30 ¡ ¡ ¡$40 ¡ ¡ ¡$50 ¡ ¡ ¡$60 ¡ ¡ ¡$70 ¡ ¡ ¡$80 ¡ ¡

CAGR ¡= ¡6.1% ¡

13 ¡

SLIDE 14

Semiconductors ¡

Source: ¡SIA ¡ ¡$-‑ ¡ ¡ ¡$50 ¡ ¡ ¡$100 ¡ ¡ ¡$150 ¡ ¡ ¡$200 ¡ ¡ ¡$250 ¡ ¡ ¡$300 ¡ ¡ ¡$350 ¡ ¡ ¡$400 ¡ ¡ ¡$-‑ ¡ ¡ ¡$10 ¡ ¡ ¡$20 ¡ ¡ ¡$30 ¡ ¡ ¡$40 ¡ ¡ ¡$50 ¡ ¡ ¡$60 ¡ ¡ ¡$70 ¡ ¡ ¡$80 ¡ ¡ $T ¡ $B ¡ 14 ¡

SLIDE 15

Semi ¡/ ¡WDC ¡

0.0% ¡ 0.1% ¡ 0.2% ¡ 0.3% ¡ 0.4% ¡ 0.5% ¡ 0.6% ¡ 0.7% ¡ 15 ¡

SLIDE 16

Semi ¡/ ¡WDC ¡

0.0% ¡ 0.1% ¡ 0.2% ¡ 0.3% ¡ 0.4% ¡ 0.5% ¡ 0.6% ¡ 0.7% ¡ 16 ¡

0.45% ¡

SLIDE 17

EDA ¡

Source: ¡EDAC ¡ ¡$-‑ ¡ ¡ ¡$50 ¡ ¡ ¡$100 ¡ ¡ ¡$150 ¡ ¡ ¡$200 ¡ ¡ ¡$250 ¡ ¡ ¡$300 ¡ ¡ ¡$350 ¡ ¡ ¡$400 ¡ ¡ ¡$-‑ ¡ ¡ ¡$1 ¡ ¡ ¡$2 ¡ ¡ ¡$3 ¡ ¡ ¡$4 ¡ ¡ ¡$5 ¡ ¡ ¡$6 ¡ ¡ ¡$7 ¡ ¡ ¡$8 ¡ ¡ $B ¡ 17 ¡

SLIDE 18

EDA ¡

Source: ¡EDAC ¡ ¡$-‑ ¡ ¡ ¡$50 ¡ ¡ ¡$100 ¡ ¡ ¡$150 ¡ ¡ ¡$200 ¡ ¡ ¡$250 ¡ ¡ ¡$300 ¡ ¡ ¡$350 ¡ ¡ ¡$400 ¡ ¡ ¡$-‑ ¡ ¡ ¡$1 ¡ ¡ ¡$2 ¡ ¡ ¡$3 ¡ ¡ ¡$4 ¡ ¡ ¡$5 ¡ ¡ ¡$6 ¡ ¡ ¡$7 ¡ ¡ ¡$8 ¡ ¡ $B ¡ $B ¡ 18 ¡

SLIDE 19

EDA ¡/ ¡Semi ¡

0.0% ¡ 0.5% ¡ 1.0% ¡ 1.5% ¡ 2.0% ¡ 2.5% ¡ 3.0% ¡ 3.5% ¡ 19 ¡

2.2% ¡

SLIDE 20 20 ¡

SLIDE 21 21 ¡

6% ¡

SLIDE 22 22 ¡

Die ¡ So`ware ¡ SDK, ¡IDE, ¡compiler, ¡ ¡ debugger, ¡build, ¡ ¡ source ¡control… ¡ EDA ¡ Package ¡ MCM, ¡EM, ¡ ¡ Thermal, ¡Mechanical ¡ Board ¡ Connector ¡ PCB, ¡EM, ¡ Thermal, ¡Mechanical ¡ Sub-‑System ¡ Mechanical, ¡ Thermal, ¡EM ¡ System ¡ Mechanical, ¡CFD, ¡ Thermal, ¡EM ¡ Ergonomics, ¡sustainability, ¡CO2 ¡emissions ¡… ¡

SLIDE 23 23 ¡

Package ¡ MCM, ¡EM ¡ ¡ Board ¡ Connector ¡ PCB, ¡EM ¡

SLIDE 24

Hybrid ¡ElectromagneBc ¡SimulaBon ¡

3D ¡ 3D ¡ 2.5D ¡

24 ¡

SLIDE 25

InserBon ¡Loss ¡ Return ¡Loss ¡ Near ¡End ¡Crosstalk ¡ Far ¡End ¡Crosstalk ¡

Hybrid ¡Mode ¡

Hybrid ¡ 3D ¡

Method ¡ Time ¡Per ¡Frequency ¡ Peak ¡Memory ¡ Full ¡3D ¡ 61 ¡min ¡ 50 ¡GB ¡ Hybrid ¡2.D ¡/ ¡3D ¡ ¡ ¡6 ¡min ¡ ¡ ¡5 ¡GB ¡

25 ¡

SLIDE 26

Parallelism ¡in ¡EM ¡SimulaBon ¡

Layers: ¡8 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Nets: ¡320 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Ports: ¡1000 ¡ IBM ¡Challenge ¡Problem ¡

Capacitance, ¡Inductance ¡of ¡all ¡nets ¡
S-‑parameter ¡extracBon ¡of ¡20 ¡nets ¡

26 ¡

SLIDE 27

Capacitance ¡ExtracBon ¡of ¡All ¡Nets ¡

ComputaGon ¡ ¡ ¡Time ¡ Speedup ¡ MS&S ¡ ¡ ¡ ¡8 ¡cores ¡ 235 ¡min ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡6x ¡ RHS ¡ ¡ ¡ ¡ ¡80 ¡machines ¡ ¡7.3 ¡min ¡ ¡ ¡ ¡ ¡32x ¡ Test ¡Case ¡upload ¡ ¡0.7 ¡min ¡ Result ¡download ¡ ¡1.0 ¡min ¡ Peak ¡Memory: ¡5.5 ¡GB ¡ RHS ¡ ¡ Setup ¡Bme ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡= ¡1.8 ¡min ¡ ¡(serial) ¡ p ¡= ¡(235-‑1.8) ¡/ ¡235 ¡= ¡0.99234 ¡ Max ¡Speedup ¡= ¡ ¡ 1 ¡ (1-‑p) ¡+ ¡ p ¡ n ¡ = ¡50x ¡ ¡ ¡

N=80 ¡

Max ¡Speedup ¡= ¡ ¡ 1 ¡ (1-‑p) ¡+ ¡ p ¡ n ¡ = ¡131x ¡ ¡ ¡

n=∞ ¡ 27 ¡

SLIDE 28

Inductance ¡ExtracBon ¡of ¡All ¡Ports ¡

ComputaGon ¡ ¡ ¡Time ¡ Speedup ¡ MS&S ¡ ¡8 ¡cores ¡ 2741 ¡min ¡ ¡ ¡ ¡ ¡6x ¡ RHS ¡125 ¡machines ¡ ¡ ¡ ¡ ¡50 ¡min ¡ ¡ ¡ ¡55x ¡ Test ¡Case ¡upload ¡ ¡ ¡ ¡1.0 ¡min ¡ Result ¡download ¡ ¡ ¡ ¡3.0 ¡min ¡ Peak ¡Memory: ¡14 ¡GB ¡ RHS ¡ ¡ Setup ¡Bme: ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡= ¡28 ¡min ¡(serial) ¡ p ¡= ¡(2741-‑28) ¡/ ¡2741 ¡= ¡0.98978 ¡ Max ¡Speedup ¡= ¡ ¡ 1 ¡ (1-‑p) ¡+ ¡ p ¡ n ¡ = ¡ ¡55x ¡ ¡ ¡

n=125 ¡

Max ¡Speedup ¡= ¡ ¡ 1 ¡ (1-‑p) ¡+ ¡ p ¡ n ¡ = ¡ ¡98x ¡ ¡ ¡

n=∞ ¡ 28 ¡

SLIDE 29

S-‑Parameters ¡

ComputaGon ¡ Time ¡ Speedup ¡ MS&S ¡ ¡ ¡ ¡8 ¡cores ¡ ¡ ¡5954 ¡min ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡6x ¡ RHS ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡5 ¡machines ¡ Freq ¡25x5 ¡machines ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡70 ¡min ¡ ¡ ¡ ¡ ¡3.4x ¡ ¡ ¡ ¡ ¡25x ¡ Test ¡Case ¡upload ¡ ¡ ¡ ¡ ¡1.0 ¡min ¡ Result ¡download ¡ ¡ ¡ ¡ ¡5.0 ¡min ¡ Peak ¡Memory: ¡11 ¡GB ¡ RHS ¡ Setup ¡Bme ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡= ¡11.5 ¡min ¡(serial) ¡ p ¡= ¡(119-‑11.5) ¡/ ¡119 ¡= ¡0.8067 ¡ Max ¡Speedup ¡= ¡ ¡ 1 ¡ (1-‑p) ¡+ ¡ p ¡ n ¡ = ¡3.6x ¡ ¡ ¡

n=5 ¡

Max ¡Speedup ¡= ¡ ¡ 1 ¡ (1-‑p) ¡+ ¡ p ¡ n ¡ = ¡10.3x ¡ ¡ ¡

n=∞ ¡ 29 ¡

SLIDE 30

S-‑Parameters ¡

Transmission ¡ ReflecGon ¡ 30 ¡

SLIDE 31 31 ¡

Licensing nCloud supports a flexible licensing model, ranging from hourly pay-as-you-go software- as-a-service (SaaS) licensing to longer term subscriptions such as monthly or annual.

SLIDE 32

SimulaBon ¡in ¡the ¡Cloud ¡

32 ¡

SLIDE 33 33 ¡

SLIDE 34 34 ¡

Die ¡ So`ware ¡ SDK, ¡IDE, ¡compiler, ¡ ¡ debugger, ¡build, ¡ ¡ source ¡control… ¡ EDA ¡ Package ¡ MCM, ¡EM, ¡ ¡ Thermal, ¡Mechanical ¡ Board ¡ Connector ¡ PCB, ¡EM, ¡ Thermal, ¡Mechanical ¡ Sub-‑System ¡ Mechanical, ¡ Thermal, ¡EM ¡ System ¡ Mechanical, ¡CFD, ¡ Thermal, ¡EM ¡ Ergonomics, ¡sustainability, ¡CO2 ¡emissions ¡… ¡

SLIDE 35

So`ware ¡

35 ¡ Top 10 Worldwide Software Vendors, Worldwide, 2012-2013 (Billions of Dollars) Source: Gartner (March 2014)

Rank ¡ 2013 ¡ Rank ¡ 2012 ¡ Vendor ¡ 2013 ¡ Revenue ¡ 2012 ¡ Revenue ¡ 2012-‑2013 ¡ Growth ¡Rate ¡(%) ¡

1 ¡ 1 ¡ Microso` ¡ 65.7 ¡ 62.0 ¡ 6.0 ¡ 2 ¡ 3 ¡ Oracle ¡ 29.6 ¡ 28.7 ¡ 3.4 ¡ 3 ¡ 2 ¡ IBM ¡ 29.1 ¡ 28.7 ¡ 1.4 ¡ 4 ¡ 4 ¡ SAP ¡ 18.5 ¡ 16.9 ¡ 9.5 ¡ 5 ¡ 5 ¡ Symantec ¡ 6.4 ¡ 6.4 ¡

‑0.8 ¡

6 ¡ 6 ¡ EMC ¡ 5.6 ¡ 5.4 ¡ 4.9 ¡ 7 ¡ 7 ¡ HP ¡ 4.9 ¡ 5.0 ¡

‑2.7 ¡

8 ¡ 9 ¡ VMware ¡ 4.8 ¡ 4.2 ¡ 14.1 ¡ 9 ¡ 8 ¡ CA ¡Technologies ¡ 4.2 ¡ 4.3 ¡

‑2.6 ¡

10 ¡ 12 ¡ Salesforce.com ¡ 3.8 ¡ 2.9 ¡ 33.3 ¡ Others ¡ 234.6 ¡ 224.0 ¡ 4.7 ¡ Total ¡ 407.3 ¡ 388.5 ¡ 4.8 ¡

SLIDE 36

CAD ¡/ ¡SimulaBon ¡

36 ¡ Top 5 Worldwide CAD Vendors, Worldwide, 2012-2013 (Billions of Dollars) Sources: JPR, Schnittger, Public Co.

Rank ¡ 2013 ¡ Rank ¡ 2012 ¡ Vendor ¡ 2013 ¡ Revenue ¡ 2012 ¡ Revenue ¡ 2012-‑2013 ¡ Growth ¡Rate ¡(%) ¡

1 ¡ 1 ¡ Dassault ¡Systèmes ¡ 2.6 ¡ 2.5 ¡ 1.8 ¡ 2 ¡ 2 ¡ Autodesk ¡ 2.3 ¡ 2.2 ¡ 4.1 ¡ 3 ¡ 3 ¡ Siemens ¡PLM ¡ 1.8 ¡ 1.7 ¡ 7.5 ¡ 4 ¡ 4 ¡ PTC ¡ 1.3 ¡ 1.3 ¡ 3.0 ¡ 5 ¡ 5 ¡ Ansys ¡ .86 ¡ .80 ¡ 7.9 ¡ Total ¡ 8.9 ¡ 8.5 ¡ 4.7 ¡

$B ¡

SLIDE 37

CAD ¡/ ¡SimulaBon ¡

37 ¡ ¡$-‑ ¡ ¡ ¡$1 ¡ ¡ ¡$2 ¡ ¡ ¡$3 ¡ ¡ ¡$4 ¡ ¡ ¡$5 ¡ ¡ ¡$6 ¡ ¡ ¡$7 ¡ ¡ ¡$8 ¡ ¡ ¡$9 ¡ ¡ ¡$10 ¡ ¡ 2000 ¡ 2001 ¡ 2002 ¡ 2003 ¡ 2004 ¡ 2005 ¡ 2006 ¡ 2007 ¡ 2008 ¡ 2009 ¡ 2010 ¡ 2011 ¡ 2012 ¡ 2013 ¡ $B ¡

SLIDE 38 ¡$-‑ ¡ ¡ ¡$1 ¡ ¡ ¡$2 ¡ ¡ ¡$3 ¡ ¡ ¡$4 ¡ ¡ ¡$5 ¡ ¡ ¡$6 ¡ ¡ ¡$7 ¡ ¡ ¡$8 ¡ ¡ ¡$9 ¡ ¡ ¡$10 ¡ ¡ 2000 ¡ 2001 ¡ 2002 ¡ 2003 ¡ 2004 ¡ 2005 ¡ 2006 ¡ 2007 ¡ 2008 ¡ 2009 ¡ 2010 ¡ 2011 ¡ 2012 ¡ 2013 ¡

CAD ¡/ ¡SimulaBon ¡

$B ¡

CAGR ¡= ¡9.3% ¡

38 ¡

SLIDE 39 39 ¡

So`ware ¡ Die ¡ Package ¡ Board ¡ Connector ¡ Sub-‑System ¡ System ¡

ApplicaBon ¡ ¡ Development ¡ So`ware ¡

EDA ¡ CAD ¡

$9 ¡/ ¡$407B ¡ 2.2% ¡ $6.2 ¡/ ¡$303B ¡ 2.0% ¡ >$9 ¡/ ¡>2T ¡? ¡ <0.5% ¡ $.8 ¡/ ¡$80B ¡ 1.0% ¡

SLIDE 40 40 ¡

SLIDE 41

Summary ¡

Semiconductors ¡and ¡EDA ¡have ¡been ¡

growing ¡at ¡the ¡pace ¡of ¡GWP ¡since ¡1996 ¡

Cost, ¡complexity ¡and ¡funcBonality ¡

conBnue ¡to ¡migrate ¡to ¡SW ¡and ¡system ¡

EDA ¡and ¡CAD ¡are ¡poised ¡for ¡contact, ¡

leading ¡to ¡system ¡design ¡

41 ¡