引言

隨著AI、HPC及超大規模芯片設計需求呈指數級增長原型驗證平臺已成為芯片設計流程中驗證復雜架構、縮短迭代周期的核心工具。然而，傳統原型驗證系統受限于單芯片容量（通常<5000萬門）、多芯片分割效率及系統級聯能力，難以支撐上億門級以上設計的全場景驗證需求。
為應對這一挑戰，行業亟需兼具超大規模容量、高效分割算法與跨芯片級聯能力的下一代原型驗證。AMD Versal Premium VP1902自適應SoC憑借單核等效1億門容量，成為構建高性能仿真與原型驗證系統的理想硬件底座。思爾芯芯神瞳邏輯系統S8-100通過搭載AMD VP1902，并配套自主研發的智能分割工具鏈，顯著提升超大規模設計的原型驗證效率。本文以芯神瞳邏輯系統S8-100與芯神瞳邏輯矩陣 LX2（采用VU19P）在多芯片級聯場景下的性能數據對比，揭示S8-100在容量、速度的顯著優勢。

芯神瞳邏輯系統S8-100自去年上市以來，憑借其卓越的性能表現獲得了國內外頭部芯片設計廠商的廣泛采用。作為新一代原型驗證解決方案，S8-100系列提供靈活的單核、雙核及四核配置，可全面滿足從邊緣計算到數據中心等不同規模的AI和HPC芯片設計驗證需求。通過搭載AMD Versal Premium VP1902，S8-100單核即可提供約1億等效邏輯門的容量，較思爾芯上一代產品實現兩倍的容量提升。同時，其創新的多系統級聯架構能夠輕松應對超大規模芯片設計的驗證挑戰。
在當今超大規模芯片驗證領域，單純比較單顆FPGA的性能指標已無法反映實際工程需求。隨著AI和HPC芯片設計規模普遍突破上億門級，多FPGA分割驗證已成為行業標配。為此，我們針對思爾芯S8-100與傳統VU19P方案進行了系統級對比測試。
a)為驗證不同架構對超大規模設計驗證效率的影響，我們基于以下硬件平臺進行對比：

• S8-100Q：搭載 4顆AMD Versal VP1902 FPGA，單顆VP1902等效容量約1億門，通過FPGA級聯，總容量高達4億門。
• LX2：采用 8顆AMD VU19P FPGA 級聯，單顆VU19P等效容量約5000萬門，總容量與S8-100Q相當。

b)同時測試環境嚴格保持一致：

• 使用思爾芯配套軟件PlayerPro-CT（2024.2）進行設計組網與自動分割，先組網后分割
• 使用Vivado2024.2完成物理實現
• 完全使用軟件自動分割，啟用統一優化策略：TDM感知、自動全局優化等

c)關鍵性能指標對比如下圖所示：

時序性能方面，S8-100和LX2在Pre-PR和Post-PR階段均保持穩定性能，其中，S8平臺的最高頻率達到S7平臺的2倍左右。在工程效率方面，S8-100系統優勢顯著：互聯結構更簡單，拓撲需求更少，接口和線纜配置更簡潔，大大提升了調試效率和工程實施便捷性。
S8-100的卓越性能源于三大關鍵優化：

• 架構優化：采用改進的布線架構，支持更大規模器件。器件尺寸提升2倍，單顆芯片可集成更多設計。Die采用2x2排列，最遠路徑從3階縮短至2階，減少性能損耗。

• 級聯優化：VP1902容量擴大后分割更高效，SLR（超長線資源）跨區減少，互聯簡化，FPGA跨區整體大幅降低。
• I/O優化：I/O延遲僅為UltraScale+架構的64%

這些優化共同實現了S8-100在性能和效率上的突破性提升。

值得一提的是，兩款產品均配備了完整的工具鏈，尤其在分割軟件方面實現了創新升級。該分割軟件具備自動分割功能，透過全自動時序驅動分割，一鍵實現從RTL到Bitstream自動生成，跑出了一個基準之后，可再手動調整進行迭代優化，從而大幅提升驗證效率，為復雜芯片設計提供了高效可靠的驗證解決方案。
作為思爾芯芯神瞳邏輯系統的最新旗艦產品，S8-100通過搭載AMD VP1902，為超大規模芯片設計提供了卓越的解決方案。該系統專為復雜SoC設計優化，具備三大核心優勢：首先，其強大的容量與處理能力可直接應對超大規模設計需求，顯著降低設計復雜度；其次，經過深度優化的工具鏈可大大節省開發時間，大幅提升工程效率；第三，經過一年多的市場驗證，該系統已在多個先進工藝節點項目中成功應用，服務了眾多行業領先客戶，其穩定性和可靠性得到了充分驗證。這一成熟穩定的解決方案，正在為全球芯片設計企業提供更高效、更可靠的驗證平臺選擇。