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對(duì)廣大半導(dǎo)體設(shè)計(jì)公司而言，算力資源規(guī)劃和現(xiàn)金流之間的平衡，嘖嘖，是一門藝術(shù)。
多一分是浪費(fèi)，少一分則崩潰。我們?cè)?jīng)在初創(chuàng)型IC企業(yè)必備白皮書和成長(zhǎng)型IC企業(yè)必備白皮書里分別畫過以下兩張圖：

左圖名字叫做：守護(hù)現(xiàn)金流
這年頭現(xiàn)金流的重要性，不必多說。

右圖名字叫做：人生就是一場(chǎng)豪賭
不管是初創(chuàng)IC設(shè)計(jì)公司還是成熟公司，新開始一個(gè)項(xiàng)目，總是面臨著前路未知的情況：

1. 周期性存在突發(fā)算力高峰需求，涉及到先進(jìn)制程問題更加顯著；
2. 每次調(diào)整制程，都面臨新的資源預(yù)估，永遠(yuǎn)估不準(zhǔn)；
3. 可能需要某些內(nèi)部不可用的內(nèi)存和計(jì)算資源。

我們今天認(rèn)真盤一盤，怎么把這門藝術(shù)拉下神壇。

先給大家一個(gè)直觀感受。

下圖是我們某客戶全生命周期月度算力實(shí)際用量曲線：整個(gè)芯片項(xiàng)目全流程為18個(gè)月，涉及前端、驗(yàn)證、后端三大團(tuán)隊(duì)。

1. ?前4個(gè)月，只涉及到前端布局與架構(gòu)，對(duì)于算力需求不高，因此月度算力需求較少；
2. ?從5月開始，前端、驗(yàn)證、后端均開始工作，算力開始逐步提升，第11個(gè)月達(dá)算力小高峰，在第16個(gè)月達(dá)算力最高峰，月度調(diào)度峰值達(dá)到百萬級(jí)核時(shí)以上；
3. ?算力波峰和波谷的核數(shù)差距在20倍以上；
4. ?算力在第16個(gè)月達(dá)到最高峰后，迅速下降。

下面我們手把手教你怎么把算力規(guī)劃拉下神壇：

Part 1 小白版算法
Part 2 老司機(jī)版算法
Part 3 全年現(xiàn)實(shí)算力需求折算
Part 4 一個(gè)并不艱難的選擇

Part 1 小白版算法
針對(duì)的是：項(xiàng)目全新，團(tuán)隊(duì)人員也比較新，需要從零計(jì)算

Part 2 老司機(jī)版算法
針對(duì)的是：項(xiàng)目全新，但有類似經(jīng)驗(yàn)的老人在團(tuán)隊(duì)，可以憑經(jīng)驗(yàn)值估算
PS：Part 1和Part 2 二選一閱讀即可

為了簡(jiǎn)化計(jì)算，我們根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況作以下假設(shè)：

1. 研發(fā)團(tuán)隊(duì)總?cè)藬?shù)為100；
2. 團(tuán)隊(duì)分為前端、驗(yàn)證和后端3部分，人數(shù)比值2：1：1；
3. 芯片的全周期分為3個(gè)階段，每階段4個(gè)月 (僅適用小白版算法)；4. 三個(gè)團(tuán)隊(duì)主要使用資源類型：前端團(tuán)隊(duì)使用計(jì)算型機(jī)器；驗(yàn)證團(tuán)隊(duì)前期使用計(jì)算型機(jī)器，之后使用內(nèi)存型機(jī)器；后端團(tuán)隊(duì)使用內(nèi)存型機(jī)器。

Part1 ：小白版算法

這套小白版算法是我們根據(jù)N家客戶的實(shí)際情況，得出的經(jīng)驗(yàn)參考值：包括不同階段，不同團(tuán)隊(duì)的人員配比與人力占用比例，每人job數(shù)，每人每job峰值核數(shù)。
因?qū)嶋H團(tuán)隊(duì)并非全程在此項(xiàng)目中，部分階段人力需折算，即人力占用比例。
在我們的參考值基礎(chǔ)上略做調(diào)整，大家就能大致得出自己公司的相應(yīng)數(shù)值啦。

這套算法通過估算不同階段內(nèi)、各個(gè)團(tuán)隊(duì)所需的算力峰值之和，得出每階段的算力峰值。各團(tuán)隊(duì)的峰值計(jì)算公式為每人每job峰值核數(shù)（多臺(tái)機(jī)器則為每臺(tái)核數(shù)*機(jī)器數(shù)）*團(tuán)隊(duì)人數(shù)*每人job數(shù)（每個(gè)階段計(jì)算方式一致）。

Stage 1：前期階段（第1-4個(gè)月）

① 階段工作詳情：前端從事設(shè)計(jì)相關(guān)工作，驗(yàn)證團(tuán)隊(duì)同步參與，工作狀態(tài)都較為穩(wěn)定，此階段每月峰值核數(shù)趨于一致；
② 涉及團(tuán)隊(duì)：前端、驗(yàn)證團(tuán)隊(duì)；
③ 資源并發(fā)需求：前端團(tuán)隊(duì)每人1臺(tái)10核、驗(yàn)證團(tuán)隊(duì)每人1臺(tái)20核。

該階段峰值核時(shí)計(jì)算（計(jì)量單位：核小時(shí)）：
1月：10核*50人*1job=500
2-4月：前端團(tuán)隊(duì)峰值核數(shù)=10*50*1=500 ；
驗(yàn)證團(tuán)隊(duì)峰值核數(shù)=20*25*1=500；
峰值核數(shù)總計(jì)為500+500=1000；
則該階段的峰值核數(shù)在2-4月，為1000
（下同，不再詳述這一計(jì)算過程）

Stage 2：中期階段（5-8月）

① 階段工作詳情：涉及到前端仿真、驗(yàn)證和部分模塊的版圖工作。6月在前仿最后階段做一次大仿真，是算力小波峰，隨后算力下降；
② 涉及團(tuán)隊(duì)：前端、驗(yàn)證和后端團(tuán)隊(duì)；
③ 資源并發(fā)需求峰值：
5月：前端團(tuán)隊(duì)每人1臺(tái)18核節(jié)點(diǎn)，每人1個(gè)job；驗(yàn)證團(tuán)隊(duì)每人4個(gè)job，每個(gè)job約18核（人力占用比例：75%）；后端團(tuán)隊(duì)每人1臺(tái)18核節(jié)點(diǎn)；
6月：前端團(tuán)隊(duì)每人1臺(tái)24核節(jié)點(diǎn)，每人1個(gè)job；驗(yàn)證團(tuán)隊(duì)每人6個(gè)job，每個(gè)job約24核（人力占用比例：75%）；后端團(tuán)隊(duì)每人1臺(tái)18核節(jié)點(diǎn)；
7月：前端團(tuán)隊(duì)每人1臺(tái)18核節(jié)點(diǎn)，每人1個(gè)job（人力占用比例：40%）；驗(yàn)證團(tuán)隊(duì)每人3個(gè)job，每個(gè)job約18核；后端團(tuán)隊(duì)每人1個(gè)job，每job約4臺(tái)18核節(jié)點(diǎn)；
8月：前端團(tuán)隊(duì)每人1個(gè)job，每個(gè)job18核（人力占用比例：40%）；驗(yàn)證團(tuán)隊(duì)每人2個(gè)job，每個(gè)job18核；后端團(tuán)隊(duì)每人1個(gè)job，每個(gè)job約4臺(tái)24核節(jié)點(diǎn)。

計(jì)算結(jié)果如下

Stage 3：后期階段（9-12月)

① 階段工作詳情：主要涉及后端仿真相關(guān)工作；
② 涉及團(tuán)隊(duì)：驗(yàn)證和后端團(tuán)隊(duì)；
③ 資源并發(fā)需求：
9月：驗(yàn)證團(tuán)隊(duì)，每人4個(gè)job，每個(gè)job約18核；后端團(tuán)隊(duì)每人1-2個(gè)job，每個(gè)job約4臺(tái)24核節(jié)點(diǎn)（后端人均完成1.6個(gè)job，取值1.6）；
10月：驗(yàn)證團(tuán)隊(duì)每人6個(gè)job，每個(gè)job約24核；后端團(tuán)隊(duì)每人1-2個(gè)job，每job約6臺(tái)24核工作節(jié)點(diǎn)（后端人力占用比例：80%，每人2個(gè)job）；
11月：驗(yàn)證團(tuán)隊(duì)每人6個(gè)job，每個(gè)job約24核；后端團(tuán)隊(duì)每人1個(gè)job，每job約4臺(tái)24核工作節(jié)點(diǎn)；
12月：驗(yàn)證團(tuán)隊(duì)每人6個(gè)job，每個(gè)job約18核；后端團(tuán)隊(duì)每人1個(gè)job，每job約3臺(tái)24核工作節(jié)點(diǎn)。
計(jì)算結(jié)果如下

最終全生命周期算力需求圖如下（計(jì)量單位：核小時(shí)）：

可以看出：
1. 和文章開頭的實(shí)際用戶算力曲線趨勢(shì)一致；
2. 不同月份間的峰值算力差異很大，能達(dá)到20倍左右；
3. 不同團(tuán)隊(duì)在不同月份的峰值算力需求差異明顯。

Part2 ：老司機(jī)版算法

如果對(duì)于未來芯片項(xiàng)目，你們有過來人能預(yù)估出不同團(tuán)隊(duì)不同階段的算力需求，這套老司機(jī)版算法將完全適配你。
這套算法是我們根據(jù)有項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的芯片研發(fā)團(tuán)隊(duì)的實(shí)際情況，通過填入各月每job峰值核數(shù)、每月最大并行job數(shù)，計(jì)算出各團(tuán)隊(duì)每月所需的算力峰值。

下面為大家奉上這份《XXX芯片項(xiàng)目-資源需求調(diào)研模板》：

左邊項(xiàng)目為不同的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)內(nèi)部可分為：前端、驗(yàn)證和后端組。

Step 1：將不同組、每個(gè)job所需核數(shù)或內(nèi)存的峰值需求，依次填入中間的“每job峰值核數(shù)”和“每job峰值內(nèi)存”欄目下，負(fù)責(zé)人填入“團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人”欄目下

例如：每個(gè)job需要的峰值核數(shù)為10，每個(gè)job需要峰值內(nèi)存為20（據(jù)經(jīng)驗(yàn)值統(tǒng)計(jì)），前端負(fù)責(zé)人為Andy。

Step 2：在每月欄目下，填入各團(tuán)隊(duì)預(yù)期的每月并行最大job數(shù)（簡(jiǎn)稱：job數(shù)）

Job數(shù)可根據(jù)研發(fā)內(nèi)部統(tǒng)計(jì)，也可根據(jù)job數(shù)=每人最大并行job數(shù)*人數(shù)進(jìn)行計(jì)算，如團(tuán)隊(duì)并非全程在此項(xiàng)目中，人力還需折算統(tǒng)計(jì)。

例如：2022年2-5月，前端團(tuán)隊(duì)每人最大并行job數(shù)為1，團(tuán)隊(duì)有50人，均100%投入在此項(xiàng)目中，則填入下表的job數(shù)均為：50*1*100%=50。

Step 3：計(jì)算各團(tuán)隊(duì)當(dāng)月峰值算力并相加，得出峰值算力總計(jì)（計(jì)量單位：核小時(shí)）

各團(tuán)隊(duì)的峰值計(jì)算公式：每job峰值核數(shù)*job數(shù)（每個(gè)階段計(jì)算方式一致）。

例如：2022年2-5月，前端團(tuán)隊(duì)的每job峰值核數(shù)為10，job數(shù)為50；2月驗(yàn)證團(tuán)隊(duì)還未開始任務(wù)，3-5月，驗(yàn)證團(tuán)隊(duì)的每job峰值核數(shù)為20，job數(shù)為25；2-5月，后端團(tuán)隊(duì)還未開始任務(wù)。

計(jì)算過程如下
前端團(tuán)隊(duì)：2-5月：10*50=500
驗(yàn)證團(tuán)隊(duì)：3-5月：20*25=500
將各團(tuán)隊(duì)每月算力峰值相加，得到每月項(xiàng)目的算力峰值，計(jì)算得出項(xiàng)目各月算力峰值表

《XXX芯片項(xiàng)目-資源需求調(diào)研模板》Server一欄的Middle /High 型是用戶自己設(shè)定的不同機(jī)器配置，后期計(jì)算不同機(jī)型費(fèi)用時(shí)會(huì)用到，跟算力需求計(jì)算無關(guān)。

Part3 ：全年現(xiàn)實(shí)算力需求折算

不管是小白版算法還是老司機(jī)版算法，都是一個(gè)月每天全部按峰值需求跑任務(wù)的前提下進(jìn)行計(jì)算的。但實(shí)際情況下，肯定不需要一直按峰值頂格跑。

我們折算一下：
全月全資源峰值用量：峰值核數(shù)*30天*24小時(shí)
全月實(shí)際用量可能是：峰值核數(shù)*22天*8小時(shí)
用小白版算法的數(shù)據(jù)來調(diào)整：
6月算力小波峰：后端按30天*18小時(shí)估算，驗(yàn)證按30天*16小時(shí)估算；
10月算力大波峰：后端按30天*24小時(shí)估算，驗(yàn)證按照30天*16小時(shí)估算。
得出下表，并繪制成相應(yīng)曲線圖：

灰色曲線為按峰值計(jì)算的算力需求
橙色曲線為折算后實(shí)際需要的算力

Part4 ：一個(gè)并不艱難的選擇

好了，全生命周期算力需求算完了。到了算賬的環(huán)節(jié)了。

灰色代表當(dāng)月按峰值頂格算的用量，橙色代表月度實(shí)際用量。
綠色代表本地資源，必須按這一階段需求峰值準(zhǔn)備，也就是按灰色來準(zhǔn)備。買不到峰值，肯定會(huì)影響到芯片項(xiàng)目進(jìn)度。

如果是純本地，就是按綠色這根線買。現(xiàn)金流是必須要?jiǎng)佑靡淮蠊P的了，采購周期也是必須要考慮的。
按照本文開頭我們某客戶全生命周期月度算力實(shí)際用量曲線，波峰、波谷間差距可高達(dá)20倍，月調(diào)度核時(shí)峰值能達(dá)到百萬級(jí)以上。頂格買……

如果是全云端，就是按橙色這根線花錢。想用就用，不想用就關(guān)掉，用了才花錢。現(xiàn)金流逐步平緩支出。

綠色線和橙色線中間的差距（圖中陰影部分），各人可能有各人的體會(huì)。
算力資源規(guī)劃VS現(xiàn)金流
芯片項(xiàng)目周期VS市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局
具體怎么權(quán)衡和取舍，還是要看企業(yè)自己。

一顆芯片設(shè)計(jì)完整生命周期下，不同階段，不同應(yīng)用場(chǎng)景，對(duì)算力更精細(xì)的需求差異，我們相應(yīng)的推薦和建議，以后再聊。

- END -

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6、云端輸出計(jì)算結(jié)果是否與本地完全一致？
7、云端這么多的機(jī)器，管理得過來嗎？
8、云上有些資源很貴，有沒有節(jié)約成本的方案？
9、任務(wù)監(jiān)控也能用來省錢，你們是怎么做到的？
10、很多PDK，就有幾十T，怎么到云上，而且需要持續(xù)更新？
11、如何云上保護(hù)我們的IP資產(chǎn)？
12、腳本每日都有變動(dòng)，云上要增加工作量？工作腳本如何更新？
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