Zoe Toigo, ingeniera de integridad de señal y potencia de Microsoft
Priya Pathmanathan, ingeniera sénior de integridad de señal y potencia, Microsoft
Martín Rodríguez, Ingeniero de Integridad Energética, Microsoft
Doug White, director principal de ingeniería de integridad de señal y potencia de Microsoft
La creciente complejidad de los sistemas informáticos exige que la energía eléctrica se suministre de manera eficiente al chip. El desafío de diseño de una red de suministro de energía (PDN) es proporcionar un voltaje estable y de bajo ruido a través de rutas de baja impedancia, que influyen en el rendimiento general del sistema. Los modelos precisos de una PDN propuesta son necesarios para las decisiones iniciales sobre la arquitectura del sistema y continúan impulsando los requisitos de diseño a medida que madura el diseño físico.
Una parte del proceso de diseño de PDN implica la creación de un modelo del encapsulado del chip en una herramienta de resolución de campos electromagnéticos 3D (HFSS). Los modelos complejos de parámetros S de los solucionadores de campos FEM (método de elementos finitos) suelen simplificarse a aproximaciones de elementos de circuito. Anteriormente, los parámetros de entrada a una aproximación de circuito bidimensional del encapsulado se ajustaban manualmente hasta que el circuito coincidía con el modelo 3D. Sin embargo, el ajuste personalizado de DOE y de superficie de respuesta en JMP redujo la cantidad de simulaciones experimentales y el tiempo de desarrollo para la creación y correlación de modelos. El perfil de predicción reveló la relación polinómica entre 12 factores y seis respuestas. Se utilizaron funciones de deseabilidad para determinar los valores de los factores necesarios para obtener las respuestas deseadas. Con estos datos, las respuestas predichas se correlacionaron con simulaciones de circuitos.
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Vocero | Transcripción |
| Zoe Toigo | Hola, me llamo Zoe Toigo. Soy ingeniera de integridad de señal y potencia en Microsoft y mi proyecto se titula Predicción y correlación de modelos de redes de suministro de potencia. |
| La red de suministro de energía del chip de computadora consta de todas las interconexiones, desde el módulo regulador de voltaje hasta las almohadillas en el chip y la metalización en la matriz que distribuye localmente la energía y la corriente de retorno. |
| Debido a que interactúa con todo el sistema, su calidad es vital para el rendimiento general del sistema. |
| El diseño de la PDN es un proceso que se lleva a cabo durante todo el ciclo de diseño del producto. En las primeras etapas, podemos crear modelos de arquitecturas propuestas y brindar comentarios sobre ellas. |
| Cómo esto afectaría al sistema. Y luego, una vez que el diseño se haya refinado aún más, comenzamos un ciclo iterativo de trabajo con el desarrollo de hardware para refinar nuestras herramientas MOD para que coincidan con su rendimiento y también para proporcionar requisitos para las próximas revisiones del diseño físico. |
| A principios de este año trabajé en el modelado de una parte de la red de suministro de energía, el paquete de chips. Debido a que esto se hizo en un ??? finito para HFSS, |
| Los pequeños cambios en el modelo toman mucho tiempo para simularse, por eso creamos una aproximación de circuito 2D de este modelo. |
| Como no veíamos un buen ajuste entre los dos modelos diferentes, recurrimos a JMP para mejorar este proceso. Comenzamos creando una plataforma de diseño de experimentos personalizada de 12 factores, donde nuestros 12 factores eran valores de elementos agrupados en el circuito, como resistencias y capacitores. |
| La salida...la tabla generada por el DOE se utilizó para ejecutar simulaciones por lotes del circuito, y luego de cada una de esas simulaciones, extrajimos valores en el puerto...seis puertos de la red, |
| que se convirtieron en nuestras seis respuestas del DOE. Una vez que todo eso estuvo terminado, hicimos un ajuste del modelo utilizando mínimos cuadrados y, para cada uno de los factores, vimos un ajuste de R cuadrado de entre 97 y 99. Por lo tanto, confiamos en utilizar este modelo en el futuro para correlacionar los paquetes 3D y 2D. |
| Con el... con el generador de perfiles de predicción, también aplicamos funciones de deseabilidad para que pudiéramos llegar rápidamente a los valores del circuito que coincidirían con nuestros |
| Nuestro modelo HFSS 3D. Pero para usarlo en el futuro, el generador de perfiles de producción tiene el beneficio adicional de poder ajustarlo para mostrar dependencias entre los |
| Factores y las respuestas a los pequeños cambios. |
| Este trabajo no hubiera sido posible sin la ayuda de los miembros de mi equipo y también se han aprovechado algunos conceptos teóricos del libro de Eric Bogatin sobre redes de distribución de energía. Muchas gracias. |
