Современные литографические процессы, используемые при создании микросхем, очень сложны и требуют серьёзных вычислительных мощностей. Подразделение IBM Research предлагает использовать для этих целей облачные кластеры и уже добилось успехов на платформе IBM Cloud.
Никто не станет спорить с тем, что содержание суперкомпьютера — удовольствие не из дешёвых. Однако в эпоху развития облачных технологий есть выход, позволяющий задействовать внушительные вычислительные ресурсы, не тратя огромные суммы на содержание аппаратной инфраструктуры класса HPC.
В случае с IBM Research речь идёт о вычислениях, связанных с так называемой коррекцией эффектов оптической близости (optical proximity correction, OPC). Дело в том, что современные техпроцессы настолько тонки, что изготовление фотолитографических масок для них сталкивается с рядом проблем, вызываемых как дифракцией, так и неточностями самой технологии. В итоге при переносе на реальный кремний геометрия получившейся структуры может быть далека от эталонной, заданной на этапе проектирования.
К счастью, метод OPC позволяет в существенной мере нивелировать негативные эффекты, но при этом он требует достаточно серьёзных вычислительных мощностей, ведь структур, для которых необходимо провести предварительную коррекцию, в современных чипах очень и очень много, а масочных слоёв — более 50. Для примера, даже на 2000 ядрах CPU процесс обсчёта OPC может занять больше недели.
Но как сообщает IBM Research, алгоритмы OPC хорошо поддаются параллелизации и отлично ложатся на идею «облачных кластеров». В проведённом исследовании удалось не просто задействовать облачные ресурсы для запуска Synopsys Proteus (ПО, в котором осуществлялась коррекция), но и объединить в единый кластер вычислительные регионы, один из которых физически расположен на юге США, а другой — в Великобритании. Пиковый показатель, достигнутый при этом, составил 11 400 ядер.
В качестве примера был выбран один из чиплетов IBM площадью 172 мм², производимый с использованием техпроцесса EUV класса «менее 5 нм». Симуляция оказалась полностью удачной, а идея применения облачных кластеров для OPC полностью подтвердилась, причём экономия времени практически линейно возрастала по мере роста задействованных вычислительных ядер. Подробности об эксперименте можно найти на сайте IBM.
