EDAビッグスリーに食い込み急成長するMagma社、カギは並列演算技術

1997年の設立以来、一貫してプラス成長を続けてきた米国のMagma Design Automation社である。この2008年4月6日に2008会計年度を終えたときの売り上げは2億1400万ドルだった。EDA業界ではCadenceが16億ドルでトップ、Synopsysが12億ドル、Mentorが8億5000万ドルと続いている。トップのケイデンスからみるとMagmaの規模はまだ小さいものの、勢いがある。Cadenceは今年の売上見通しを14億ドル程度に落ちるとみているが、Magmaはさらに伸びると予想している。

Magmaが業績を急速に伸ばしてきたのは、プロセスと関係が深い物理設計と論理設計との間のやり取りの回数を減らすツールを開発してきたからである。論理設計が正しくても配置配線設計がまずくてタイミングどおりに動作しなければ、配置配線設計だけではなく論理設計に立ち返って設計し直さなければならない。論理を構成するプログラミングで処理時間がかかりすぎていればプログラムを書き直さなければならない。論理構造の最適化が求められる。このやり取りの回数を減らせばトータルの設計期間を短縮できる。同社チーフテクノロジストのPatrick Groeneveld氏によれば、「溶岩が溶けているマグマという名前は、もともと論理設計と物理設計の壁を溶かすという意味からきている」そうだ。

論理設計と物理設計のやり取りが増えるのは、IC回路が複雑になってきているためであり、微細化が進めば進むほど、タイミング設計、DFMなど問題が難しくなる。Magmaはそこにビジネスチャンスを見つけた。「わが社は微細な寸法のICに特化し、そのICが使われる応用分野は広げていく。かつてのネットワーク分野から民生まで幅広い。そういった分野ではデザインクロージャー（設計終了）をできるだけ早めたい」と同社コーポレートマーケティング担当副社長Milan Lazich氏は言う。

Magmaは32nm時代のさらに複雑な設計をすでに見通しており、論理設計と物理設計を短時間かつ正確に検証するため、自動化設計ツールHydraを5月に発売した。この手法についてGroeneveld氏が語った。

32nmのLSIだとチップ面積、歩留り、生産性、コーナー数などについて動作速度と消費電力の最適化を1回の検証シミュレーションでは最適値は出てこないという。ICチップの集積度が高く複雑すぎるからである。そこで、Hydraには、論理合成、配置、最適化、グローバル配線、といった一連の流れの中に並列処理演算を導入した。例えば4スレッドの並列処理演算なら、チップを4つに区切りそれぞれを最適化するための演算を行う。

しかしアムダールの法則にあるように、並列度が低ければプロセッサの数を増やしても演算性能は上がらない。並列演算するためのオーバーヘッドで費やす時間が増えるためだ。このオーバーヘッドにはスレッド間でのやり取りや、リソースのボトルネック、仕切り方（パーティショニング）などがある。

そこでオーバーヘッドを減らすため、完全に独立といえる設計作業を定義することにした。チップ内を完全に独立とみなせる部分に仕切っていく。すなわち、マルチコア演算とは独立して配線を最適化するための仕切りを行う。しかも論理チェック、配線チェック、タイミングチェックなどそれぞれの段階で最適なパーティショニングを行うのである。この自動パーティショニングにMagma独自のデータモデルと呼ばれるアルゴリズムを使う。この結果、従来なら4スレッド程度が最大のプロセッサ数だったが、この手法を使うことで32スレッドまでプロセッサコアの数を増やせるとしている。このようにして並列度を上げ、演算処理速度を上げることができるようになった。