天津市滨海新区信息技术创新中心（以下简称“创新中心”）顺应国家集成电路产业发展推进纲要而组建，依托于国家项目、政府基金和社会资本，以应用为先导，产学研结合，在引领信息安全和通信产业科技创新的基础上，开展高端技术研发和科技成果转化，研发世界领先的新型通信和信息安全芯片及产品。

该创新中心专注于科技成果转化，并在信息通信基础设施的“芯”变革中，聚焦芯片方面自主创新，实现“芯”突破、打造“芯”高地、开辟“芯”蓝海。

以创新中心主攻方向之一的交换芯片市场来看，其市场潜力巨大，自主可控替代空间广阔。其中，电子设计自动化（Electronic Design Automation）工具贯穿和衔接从设计、制造到封装的各个流程，某种程度上，可谓定义行业生产效率和产品技术水平的“命脉”。“用好EDA”尤其重要，更与产品上市时间、研发路线图计划等息息相关。因此，与EDA应用和流程相匹配，一套适用、好用、易用的IT基础架构至关重要。

IT基础：传统架构难以为继

芯片设计过程中，工程师需要不断地测试、验证和迭代方案，进行多频度、大规模的仿真测试。涉及编码、前端设计、后端设计、流片等不同阶段，其数据存储模型各有特点，读写类型不一，对系统IOPS、带宽等要求侧重点也不尽相同。

尚不论上述细分场景下的适配和调优，大部分EDA流程仍在采用单机本地存储架构，创新中心也不例外。这种方案在容量和性能扩展方面均受限制，并无法满足当前和未来业务发展所需。

如上图所示，客户采用多台独立的x86服务器运行计算，每台计算节点将EDA处理的数据暂存到本地硬盘，最后由主节点对所有数据进行回收，再实施后续处理。计算任务在计算集群中被分割为若干个子任务，有些计算节点输入的数据可能存放在其他节点上，各节点的数据会多次读写本地硬盘。同时，各节点间的数据传输也会造成多余的网络风暴，严重拖累芯片设计效率，拉长产品交付周期。

单台EDA设计服务器计算资源有限，运行仿真分析任务时，经常会遭遇CPU性能瓶颈，执行效率低下，甚至可能因内存瓶颈导致进程崩溃。

大型的IC设计项目有多个子任务，任务之间需要共享数据，需要在不同节点之间多次拷贝数据，效率极低。

需要手动拆分任务，人工成本高、误差概率大且进展缓慢。

在使用容量已经不足的情况下，无法灵活扩展。

存算分离：面向未来

数据显示，即便在三年前，平均每设计一款芯片生成的数据量已经超过100TB。随着设计复杂度与日俱增，传统存储架构无法满足多任务、高并发协作的性能要求，且运维成本居高不下，管理工作耗时费力。

本质上，EDA设计应用对数据存储提出了包括多协议支持（标准文件协议+HDFS+S3等协议应对企业未来发展）、灵活扩展、高性能、强安全等在内的一系列要求。XSKY星辰天合帮助客户有针对性地革新，兼顾利旧并充分结合先进、适用的技术，打造一套适应当下且迎合未来发展需求的数据基础架构。

星辰天合为EDA设计量身定制的高性能分布式文件存储方案采用存算分离架构，提供计算、调度、存储端到端整体方案，完美遵循适度超前、高可用和安全合规三大基本原则。

采用高性能节点组成计算集群，EDA设计软件在计算节点上运行。

在计算节点部署SGE调度平台（支持Vivado调度），进行多任务并行计算，任务按照芯片的功能模块粒度进行拆分，分发到所有计算节点运行，调度平台合理分配计算资源给客户端用户。

研发设计人员通过VNC等远程工具访问调度平台，进行作业任务提交、管理及波形状态查看等。

后端存储使用星辰天合高性能分布式文件存储系统XGFS，每个计算节点通过NFS协议挂载相同的存储空间。同时，研发人员也可以根据自身实际需要，挂载新的存储空间。

对于本地存储中的历史数据，通过X3DS无缝平滑迁移至星辰天合分布式文件系统。

以高性能分布式文件存储系统XGFS为底座，创新中心成功搭建起强大、可靠的全分布式业务架构，覆盖临时数据（代码&执行脚本、fsdb文件、门级网表）和持久化数据（制造厂商Lib库、仿真用例集、IC版图）等各类数据模式和应用场景，无缝衔接EDA流程的各个环节。

八大收益，降本增效

星辰天合为创新中心设计的高性能存储方案采用存算分离架构，平台可以根据EDA不同阶段流程的具体应用场景，有针对性地匹配计算和存储资源。新平台支持计算和存储单独横向扩展，灵活性佳，可满足中大规模EDA集群并行访问数据的需求。在保证高性能EDA数据访问的前提下，可将单个文件系统容量从TB级扩展到PB级。系统支持HDFS大数据接口，无需任何数据导出和迁移，即可帮助客户使用原有数据集，快速高效地开展Hadoop大数据分析。同时支持高性能EC（纠删码技术）、WORM（不可变存储）、快照、配额、整池扩容等企业级高级数据服务特性，满足芯片设计行业快速发展的需要。

项目实施后，高效满足创新中心EDA多任务并发协作等应用场景，大大提升了整体设计效率，同时实现了数据的统一存储，管理更加便捷，真正帮助客户降本增效。

1）弹性扩展：软件定义架构，存算分离，支持容量和性能分别按需横向扩展。

2）支持高并发：告别性能瓶颈，解决过往仿真任务处理慢、进程崩溃重启等问题。

3）跨节点数据拷贝：统一命名空间，数据共享，提升数据副本流转使用效率。

4）端到端解决方案：分布式计算、调度和存储，将整体EDA研发效率提升50%

以上。

5）高性能EC存储：存储空间利用率提高100%。

6）软硬件解耦：灵活选择，避免被硬件厂商锁定。

7）多协议融合互通：NFS、CIFS、FTP、HDFS、S3全部支持，无缝响应快

速创新。

     8）统一数据管理：将多工作区数据集中汇聚，提升系统运行效率并简化平台运维。

小小芯片，牵动全球数字经济的“神经”，更是数字新基建离不开的“国之重器”。在芯片研发设计的EDA主战场上，任何一点细微的创新或不足，其展现在市场竞争中的效果都可能呈无数倍放大。

时间就是一切，效率就是生命，一套适用、好用、前瞻的IT基础设施能帮助企业“事半功倍”，以更快、更强的姿态投入市场竞争，用强大的产品力说话。通过星辰天合量身定制的高性能分布式存储平台，创新中心团队得以更专注、高效地投入研发设计等核心业务之中，面向未来，加速创新成果转化。