面向EDA设计场景的存储方案应如何选型？-云巴巴

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2021-12-27

EDA 设计介绍

EDA(Electronic Design Automation) 是一种设计软件，主要应用于电子设计领域，具备设计、布线、仿真和验证等功能。简单地理解，EDA 是专门用来设计芯片的软件。利用 EDA 设计软件，工程师将芯片的电路设计、性能分析、设计芯片版图的整个过程交由计算机自动处理完成。

在整个设计过程中，工程师需要不断改进设计，不断迭代，不断进行仿真测试验证。因此，在 EDA 芯片设计和仿真过程中会生成大量仿真和测试验证工作，当大量作业并行运行时，会产生大量 IO 负载，并且对元数据和数据，小文件 IOPS 及大文件顺序访问带宽，都有极高的要求。

EDA 工作流程

EDA设计场景的存储方案现状

当前芯片设计场景的存储方案主要有以下几种：

单机本地架构，通过单机服务器提供共享文件系统，该方案容量及性能扩展性受限，无法满足业务的当前发展所需；

传统存储架构，以控制器形态提供共享文件系统，该方案可以不断扩展磁盘柜，但性能扩展受限，主要受限于控制器规格，可以暂时应对当前业务使用；

分布式存储架构，所有存储节点均可提供文件系统共享能力，该方案在容量和性能上可灵活横向扩容；

以上方案对于芯片设计厂商该如何选择，选择使用传统存储还是分布式存储，无非是考虑对未来的发展和规划，当前对于小规模的企业使用传统存储基本也可以满足使用需求，设计任务及协作并发要求没有那么大。

但随着半导体行业的快速发展，芯片的复杂度和集成度要求呈指数级增长，芯片设计的难度也大幅度提升。所需的存储容量呈指数级增加，在整个设计阶段中，需要从各种大小及类型的文件中创建和分析数量庞大的数据。这些不断增长的数据密集型工作负载往往会给底层基础架构带来巨大压力，迫使基础 IT 资源(如计算、网络和存储)出现前所未有的增长。随着这一增长继续，底层 IT 基础架构在体系结构上的弱点暴露了出来。传统NAS或本地文件存储已经满足不了芯片不断发展导致日益增长的容量和性能的需求。

传统存储架构面临哪些挑战？

设计的复杂度提升、版图精度要求提高，导致数据量翻倍，传统存储在容量扩展上无法支撑；

随着业务的增长，性能不能横向扩展，并发作业不能满足，影响芯片推向市场的交付；

存储容量使用不均，部分节点容量不足，部分节点容量充足，空间利用率低下；

性能扩展能力不足，导致波形文件的读取卡顿，需要将波形文件拷贝到本地做分析；

传统存储架构无法满足多任务并发协作的性能要求，设计效率低下；

运维复杂、成本高，不能统一运维管理，耗时耗力，过程数据删除时比较耗时。

EDA设计对数据存储有哪些要求？

多协议

VHDL代码、IC版图等非结构化文件存储；

VDI、MES等结构化数据存储；

高扩展

·随着芯片密度的增长（22nm～7nm）存储容量快速增加, 数据量每两年翻倍；

·2019年平均每设计一款芯片生成的数据量都要超过上百TB；

高性能

·设计阶段海量元数据操作；

·波形分析文件及流片阶段大文件的带宽需求；

高安全

·核心数据设计版图和代码文件安全性较高；

·数据低成本长期保存；

面对未来发展技术架构该如何选型？

面向应用，注重体系是技术架构的基本指导方针。在技术架构的设计过程中，应该充分结合先进适用的信息技术，最大程度的利用已有的软硬件和数据资源，并遵循适度超前，高可用性和安全合规性三个基本原则。

适度超前

·需要考虑未来5年的信息化建设需要；

·需要考虑创新技术（如虚拟化、容器）的应用；

·需要具备良好的可扩展性和可管理型；

·需要考虑应用、数据的分级资源管理模式；

高可用性

·需要确保业务数据的完整性和高可用性；

·保证核心业务应用的高可用，减少业务中断。

安全可控

·需要保证涉密业务及数据的高度安全；

·需要遵循系列安全规范；

·需要满足系统软硬件结构解锁，不被厂商绑定；

XSKY星辰天合为EDA设计量身定制的

软件定义存储方案

XSKY星辰天合为 EDA 设计量身定制的高性能、高可靠、高扩展的企业级分布式文件存储平台，采用存算分离方式，EDA 设计软件运行在计算服务器，后端存储挂载 XSKY 分布式文件存储系统 XGFS。存算分离架构可以根据 EDA 设计对计算和存储不同的发展要求，计算和存储分别灵活横向扩展，满足中大规模 EDA 集群并行访问数据的需求，保证 EDA 数据访问高性能要求下，可将单个文件系统容量从 TB 级扩展到 PB 级。支持 HDFS 大数据接口，使得 EDA 行业客户在原有数据集立即实现Hadoop大数据分析，无需任何数据导出和迁移。同时支持高性能 EC、WORM、快照、配额、整池扩容等企业级高级特性，满足 EDA 行业的快速发展。