設計検証とは 製造の前に回路の誤りを探す工程、AMDはGPUの開発で最大200億ゲートを模擬
設計検証は、回路の誤りを製造の前に見つけるための工程です。シノプシスは、同社のエミュレーション装置ZeBu Server 5が600億ゲートを超える設計まで扱えるとしています。
- 設計検証は、チップを作る前に、回路が仕様どおりに動くかを確かめる工程です。誤りが製造後に見つかると、マスクの作り直しから始めることになります。
- 主な手段は、ソフトでの模擬(シミュレーション)、数学的な証明(フォーマル検証)、専用の装置での模擬(エミュレーション)です。
- シノプシスは2025年2月、エミュレーションの新機種ZeBu-200の実行速度が前の世代の最大2倍だと発表しました。
- AMDは、AI向けGPUのMI455Xの開発で、最大200億ゲートの模擬の模型を使いました。
設計検証は、論理回路の設計図が、仕様どおりに動くかを製造の前に確かめる工程です。チップは一度作ると中身を直せません。誤りが製造後に見つかれば、設計を直し、マスクを作り直し、もう一度ウエハーを流すことになります。先端の世代ではマスク一式の費用が大きいため、検証で誤りを潰しておくことが開発の費用と期間を左右します。
3つの手段
1つ目はシミュレーションです。回路の設計を記述したデータ(RTL)をソフトの上で動かし、入力に対する出力が期待どおりかを確かめます。細かく調べられますが、大きなチップ全体を動かすと非常に遅くなります。
2つ目はフォーマル検証です。入力の組み合わせを1つずつ試すのではなく、数学的な方法で「どんな入力でもこの性質が守られる」ことを証明します。テストの例を作り忘れた誤りも見つけられます。
3つ目はエミュレーションとプロトタイピングです。設計をFPGAなどを並べた専用の装置に載せ、実物に近い速さで動かします。チップができる前に、その上で動くソフトの開発を始められます。
装置の規模と使われ方
| 発表 | 内容 | 数字 |
|---|---|---|
| 2025年2月13日 | ZeBu Server 5が扱える設計の規模 | 600億ゲート超 |
| 2025年2月13日 | ZeBu-200の実行速度(前の世代のZeBu EP2比) | 最大2倍 |
| 2025年2月13日 | エヌビディアがHAPS-200で得た動作の速さ | 50MHz |
| 2026年7月23日 | AMDのMI455Xの開発で使ったZeBuの模型の規模 | 最大200億ゲート |
ゲートは論理回路の基本の単位。ZeBu-200とHAPS-200は、AMDのFPGA「Versal Premium VP1902」を使う。
2026年7月の発表によると、AMDはAI向けGPUのMI455Xの開発で、シノプシスの道具を工程ごとに使い分けました。回路の部品と部分の単位の早い確認、チップができる前のソフトの開発、性能の確認にエミュレーションのZeBuを使いました。誤りの発見にはフォーマル検証のVC Formal、RTLのシミュレーションにはVCS、低い電力の設計の確認にはVC LPを使っています。
エミュレーションの装置は、EDAの大手2社が競っています。シノプシスのZeBuとHAPSのほか、ケイデンスはPalladiumとProtiumを出しています。ケイデンスの2026年7〜9月の売上のうち、設計ソフトの中核(Core EDA)は69%でした。
関連する用語
- RTL:回路の動きをレジスターの間のデータの移り方で記述した設計データ。
- 論理合成:RTLを実際の論理回路の部品の組み合わせに変える工程。
- タイミング解析:信号が決められた時間内に届くかを確かめる検証。
- テープアウト:検証を終え、製造用のデータを工場に渡すこと。
- Synopsys Expands the Industry's Highest Performance Hardware-Assisted Verification Portfolio(Synopsys、2025年2月13日)
- Synopsys Enables AMD Instinct MI455X GPU Design with Comprehensive Multi-Die Solution(Synopsys、2026年7月23日)
- CFO Commentary, Third Quarter 2026(Cadence Design Systems、SEC提出のForm 8-K 添付資料99.02、2026年10月26日)
この記事は公開資料をもとに作成しています。売買をすすめるものではありません。誤りを見つけたら訂正します(編集方針)。
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