半導体分野では、短納期化・高機能化・低電力化など、顧客からの厳しい要求を実現すべく、激しい開発競争が繰り広げられている。開発現場においては、設計の大規模化・微細化に伴い、合成、シミュレーション、レイアウト工程の計算負荷が級数的に増大。さらに、それぞれのEDAツールが複雑化し、必要とされるリソースが膨らむ中で、新しい考え方にもとづいた設計環境の変革が求められている。

日岐氏：

1990年代後半を境にマシン増設のための投資額が著しく増加しました。バッチ系のツールでは以前からLSFによる負荷分散環境を構築していましたが、インタラクティブ系については、それぞれのツール専用にマシンを配置していました。ツール間でマシンを使いまわすことはありませんので、各ツールでの負荷ピーク時にあわせて台数を揃えなければなりません。どんどんハードウェアを増設している割に稼働率はバラつきがあり、本当にこのまま投資を続けていって良いのかという不安や疑問がありました。

福田氏：

インタラクティブ系ツールは、使いたいツールが稼働するマシンのどれかを設計者が選択し、直接ログインしていました。ログイン時に混み具合を調べることはありませんので、特定のマシンが混んでいて他は空いている状況が生まれていました。それでも、混んでいるマシンで作業している設計者にはマシン不足とうつるため、ツール管理担当者に増設要求が入っていました。

丹野氏：

開発品の種類を増やし新しいジャンルにいち早く取り組んでいかなければなりませんし、マーケットの変化に素早く対応しなければなりません。そのためには、今までと同じやり方でリソースを増やし続けるわけにいかないのは明らかでした。EDAファームは本当に必要に迫られて構築したわけですが、今までとは違った切り口で設計環境を改革しなければならないと考えてきた結果でもあるのです。

日岐氏：

リソース全体の稼働状況の監視もファーム構築の目的でした。以前は自作や汎用のツールを使っていましたが、ライセンスやCPUの使用量など、項目ごとの監視にとどまっていました。今回、項目間の関連性や、指定した期間での集計が簡単にできる仕組みを構築することで、システムチューニングやプランニングに活用できるようにしようと考えました。

2002年夏、EDAファーム構築に向けてCADインフラ課が始動。各社のソリューションを詳細に検討した結果、ダイキンCOMTECのEDAファームソリューションが採用された。

日岐氏：

当時グリッド技術が注目されていたこともあり、グリッドコンピューティングのソリューションをいろいろ調査・検討しました。ダイキン工業以外のソリューションは、EDA環境に適用するためにかなりカスタマイズが必要だったのですが、ダイキン工業のソリューションは、EDAツールに必要なスクリプトが揃っているなど、EDAに特化していて、我々にとって最適なソリューションだと判断しました。

福田氏：

他のソリューションはワークロード管理ソフトを導入してハードウェアを統合するレベルなのに対して、ダイキン工業のソリューションには、EDAに特化したノウハウと設計環境全体の稼働状況を取得し診断できる仕組みがありました。

ファーム構築を開始するにあたり、設計環境の現状把握と問題点の抽出を行うために、2003年3月に稼働診断を実施。診断レポートでは問題解決方法と効果予測も提示された

日岐氏：

診断結果は予想通りの内容でした。LSFを適用しているバッチジョブ用のクラスタは性能が高くないマシンで構成しており高負荷状態。最新の高性能マシンは主にインタラクティブ系のツール用途に導入しており、稼働率が100％近くから数％と、著しいバラつき。しかも全体としてはCPU稼働率がかなり低い、という状況でした。これがデータで裏付けられ、ツール担当者をはじめとした関係者全員に認識させることができたことは大きな成果でした。

ダイキン工業は、バッチジョブ／インタラクティブジョブで必要とされるハードウェア性能がほとんど変わらない点に着目し、バッチジョブ／インタラクティブジョブの混在実行、さらに負荷の変動するインタラクティブジョブ用に一定のリソース割り当てを保証する制御機構を立案。これにより、CPU処理量50％向上、バッチ系ツールの実行時間短縮15％以上、インタラクティブジョブのレスポンス低下抑制等の予想効果を提示した。この診断結果を受け、EDAファーム構築が具体的に進むことになった。だが、各ツールに割当てられているマシンをEDAファームで共有化することに、ツール担当者の反対はなかったのだろうか？

丹野氏：

それまで知らなかった実態が見え、EDAファーム構築のメリットを実感してもらえましたので、ハードウェアの一元化についてはまったく反対はありませんでした。以前は各ツール担当者からあがってくるマシン増設要求を調整する過程で不公平感が生まれていましたが、ファーム構築後はCADインフラ課が主導してハードウェアリソースを配分できるので、不公平感を解消することもできます。

日岐氏：

診断によりマシン全体での稼働率が低いことはデータで裏付けられましたが、マシン間でのバラつきが有りましたので、稼働率を平準化することで、全員が恩恵を受けることを理解してもらえました。ただ、『今使っている大規模メモリ搭載マシンをEDAファーム稼働後も優先的に使いたい』、『必要なスペックを満たすマシンが必ず割当てられるようにして欲しい』というような懸案事項がいくつか出たため、それらをファーム構築に反映することになりました。

ツール担当者の懸念を抑えるために、EDAファーム構築当初は、特定ツールが優先して使用できるリソースのグループがいくつか設定された。しかし、このグループ設定は稼働後まもなく解除されることになる。

福田氏：

EDAファーム移行後の稼働状況をモニタリングした結果、特定ツールに優先的に割当てたリソースの稼働率が低いことが判明しましたので、まもなく設定を解除しました。同時に、CPUの割り当てが効率的にできるということがツール担当者にも認識してもらえることができました。