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HP 設計チーム
HP、Mentor Graphicsのボード設計ソリューションを使って UNIX ワークステーションの製品化時間をスピードアップ

HP設計チームがMentor Graphicsの高速ボード設計ツールをベースに最新の高性能ワークステーションを市場に投入
ワークステーション業界は常に熾烈な競争と猛烈な技術革新の波にさらされています。たとえ業界の先陣を切っていても、その位置をいつまでも保つことは不可能です。そのために、我々はPA-8500プロセッサで飛躍的に計算能力を向上させたことに満足せず、PA-8500を全面的に採用した新しいワークステーション・ラインアップを開発しようと考えました。

その課題に、我々のワークステーション・システム事業部(コロラド州フォートコリンズ)が取り組むことになりました。そこでは、まったく新しいタイプの半導体が導入されて(新しいPA-8500プロセッサ、HPチップセット、メモリ・アーキテクチャ)、最新の高性能マザーボードの設計が進められたのです。PA-8500プロセッサの持つ高度な処理能力を最適化するためにこの革新的な半導体が使われたのです。

さらにワークステーション・システム事業部は、製造コストの削減、量産性の増大、信頼性の向上といった課題にも取り組んでいます。設計ウィンドウについてはどうでしょうか。それらはカーテンが要らないくらい小さなものです。

このような課題を満たすために、HPは、Mentor Graphicsの高速ボード設計ソリューションに注目しました。Mentor GraphicsのInterconnectix(TM)ツールをHPのDesign ArchitectとBoard Stationのフローに追加することにより、次世代ワークステーションの設計に向けて最先端の環境をHPのエンジニアに与えることが可能になりました。この完璧に統合されたMentor Graphicsソリューションにより、HPの今後の動向を決定づけるVISUALIZEワークステーション モデル C3000の設計は順調にスタートし、そのタイミングも完璧でした。

受賞デザインを越えて
新しいVISUALIZEワークステーション モデル C3000は、これまでのシステムを全面的に再設計しています。そこでは、PA-8500に導入された技術的進歩がフルに利用されています。チップ設計がさらに高度化したこと、システムを白紙の状態から起ち上げる機会を得たことで、フォートコリンズ・チームは、これまでのワークステーションが持つ5ボード・システムを取り止め、4層の片面が1ボードのシステムへ変更が可能になりました。同時に、処理スピードを上げ、メモリを増大することができました。

VISUALIZEワークステーション モデル C3000の設計では、配置やレイアウトに関する新しい課題にも取り組まねばなりませんでした。ルーチングをより高密度化、複雑化し、信号速度を266 MHzまでアップするため、信号保全性の解析と検証に必要な要求が新たに生まれました。新しい120 MHzメモリ・サブシステムとアーキテクチャが使用されたため、ルーチングとタイミングの精度を保つことがますます困難に、かつ重要になってきました。信号の質とタイミングに関する問題が最優先課題となり、また各種のサブシステムのレイアウトは並行して処理されねばなりませんでした。加えて、市場動向に乗り遅れることなく出荷するために過酷なスケジュールが要求されるようになりました。従来の設計プロセスは順送りでそれほど迅速なものでは無かったため、プロセスの改革も重要な課題となりました。

開発サイクルの短縮に必要な新しい設計ソリューション。
「設計にあたり、我々が大変苦労したのは、まったくの白紙状態から始めたからでした。」と、フォートコリンズ・チームの一人、HPのシステム設計エンジニアであるマーク・ジェンセンは振り返ります。「われわれは多くの新しいテクノロジを扱うことから始めました。新しい筐体、新しいパッケージ、新しいASIC、どれ一つとして同じものはありませんでした。システムのあらゆる面が新しく設計されたものでした。筐体にあるもので、前世代のコンポーネントから踏襲されたものはほとんどありませんでした。」

さらに、時間との戦いがありました。一貫して過酷なスケジュールであり、設計スケジュールは極めてタイトなものでした。チームの全メンバーは、設計プロセスに関わるあらゆる段階から、同時に並行して作業を進めなければなりませんでした。そこでは、従来の、設計から始まり、チェック、シミュレーション、再設計、再チェック、再シミュレーションに至る順次的なスケジュール・プロセスをたどる時間はありませんでした。

HPは、設計プロセスの初期段階からタイミングと信号保全に関する問題を解決するツールを必要としていました。また、設計レベルでの配置と検証が可能なツールも必要でした。さらに、複数の設計者が同時にそれぞれの作業が出来るツールを求めていました。そして、これらのツールは、VISUALIZEワークステーション モデルC240(『Performance Computing Magazine』の1998年度UNIXワークステーション賞を獲得したマシン)上で十分に協調して機能しなければなりませんでした。

HPはすでにMentor GraphicsのBoard Stationツール・セットを利用していたので、そのツールを補完するための高速なソリューションの検討を行いました。結論は、Mentor Graphicsのボード設計アプリケーションが最も総合的なソリューションを提供する、というものでした。

ジェンセンによると、「Mentor Graphics以外のソリューションも幅広く検討しました。数多くのツールやソリューション、オプション機能が考慮されましたが、我々が最重視したのは各ツールにおける構築基盤でした。我々が常にMentor Graphicsのソリューションに戻ってきた理由もそこにあるのです。」

Mentor Graphicsの完全な統合化ソリューションを構成するものは、回路図を取り込むDesign Architectアプリケーション、高速設計を行うInterconnectixツール、それに物理的設計および製造検証と出力を担当するBoard Stationからなるファミリです。設計プラットフォーム全体は、VISUALIZE C240ワークステーション上で稼動します。

電気設計: 選択方式
最初のプロトタイプが設計時間を短縮し、ボード・スピンを軽減する前に、Interconnectixツールが信号保全とタイミングに関する問題を特定し、補正を可能にします。 HPが、他社のツールよりもInterconnectixツールを選択した理由はその独自の方法によるものでした。それは相互接続合成と呼ばれ、ボード設計者が電気的要件からの物理的実装を可能にします。Interconnectixツールは、レイアウトが完了する前に電気的要件が十分であることを確認するために、物理設計全体を通してリアルタイムに解析を行います。

「他のツールではショベルで水泳プールを掘っているみたいですが、Interconnectixではまるでバックホー(掘削機械)を使っているようです。Interconnectixは素晴らしいツールです。」

従来の信号保全解析ツールに比べ、Interconnectixツールのほうがずっと優れている点は、1つのツールで配置とルーチングの両方について信号保全解析が可能な統合性です。HPの設計チームは自分たちで調査、分析を行う必要がなくなり、CADへ戻って物理実装と再検証を行えます。設計者が電気的要件を満足させる物理的ソリューションを決定したとき、物理実装が完成したことになります。

「Interconnectixツールの大きな利点は大量なデータの管理です。Interconnectixは、他社のツールよりもずっと直感的であり、効果的で効率的なツールです。スプレッドシート、クラスおよびサブクラスの継承メソッドは、我々の作業時間を大幅に削減しました。」

時間を費やす余裕はない
すべて新しい半導体から始めるというのは気が遠くなる作業です。市場へ送り出すまでのスケジュールを考えればなおさらです。従来のボードから継承されたテクノロジを利用するメリットがなければ、設計者は、正しく動作するボードを取得するまでに何回も同じ作業を繰り返す大きなリスクをこうむることになります。

また、VISUALIZEワークステーション モデルC3000は以前よりも高速かつ高密度の回路を使用しているため、相互接続に関する問題が重要になります。製品化のスケジュールを順調に消化させるために、相互接続の問題を明確にし、かつ従来のポストルート解析段階のかなり前にタイミングと信号に関する問題を明らかにする必要がありました。

「設計プロセスの初期段階からInterconnectixを幅広く使用することにより、信号品質を満たすネット・トポロジーの設計方法が決定できました。Interconnectixツールはネット・トポロジーをよく理解しているソフトウェアです。他の高速ツールは複雑なトポロジー要件があると、すぐに混乱してしまいました。トポロジーを変更するときは、我々が試した他のツールよりもInterconnectixを使うほうが簡単でした。トポロジーを検討しシミュレーションを行うと、信号保全に関する問題を初期のうちに明確にできました。このときは、非常に喜んだものです。ルーチングに長時間費やす前に、初期配置後にシミュレーションを実行することが可能になりました。」

HPのシステム設計エンジニア、カーステン・オルセンもこう付け加えています。「Interconnectixツールを利用するとによって、タイミングに問題のあったメモリ・サブシステムの設計が可能になりました。すなわち、設計の最初期段階でInterconnectixを使えば、今まではルーチング完了後か最悪の場合は最初のプロトタイプ作成後でなければ発見できなかったクリティカルな問題を、特定し修正することが可能になりました。クリティカルな問題を早期に見つけることで、時間や作業のやり直し、ボード・スピンなどを非常に節約できました。これは、Interconnectixツールによる大きなメリットの一つでした。」

チーム設計により時間を節約
Mentor Graphicsのツールにより提供された時間を節約する方法は、製造前の繰り返し作業を削減し問題解決に導くことだけではありません。Design ArchitectアプリケーションとBoard Stationツール・セットによって、設計チームのエンジニアと設計者は、単一のデータベースで並行して作業が可能になりました。並行したエンジニアリングと設計作業が可能になることで、HPは緊急のスケジュールが消化可能になりました。

ジェンセンが明らかにするところによると、「Board Stationツール・セットが持つオープンなアーキテクチャのおかげで、我々はシステム上での並行エンジニアリングが可能になりました。4人の技術者が並行して同じボードに対してレイアウト作業を行い、規則正しくデータを統合しました。スケジュールの制約上、これは非常に大事なことでした。我々はレイアウト作業中でも並行して多くの設計作業を遂行できました。」

組み込みBoard Station Ampleプログラミング言語を使うと、Design Architect、LIBRARIAN(TM)、LAYOUT(TM)、FabLinkの各アプリケーションをカスタマイズできるようになりました。カスタマイズすることで、各アプリケーションの機能を改善し設計フローに組み込むことが可能になりました。

予算内で順調なスケジュール
Mentor Graphicsの高速ボード設計ツールを使って、HPは、最新の高性能ワークステーションをスケジュールどおりにかつ予算内で発売できるようになりました。Interconnectixツールによって、タイミングと信号品質のクリティカルな問題がうまく解決しただけでなく、設計段階での時間と原材料の節約を可能にしました。また、Design ArchitectツールとBoard Stationツールが並行エンジニアリングと設計を実行可能にし、商品化のための厳しいデッドラインを満たすことができました。

「我々がMentor Graphicsから受けたサポート・レベルは実に素晴らしいものでした。」とジェンセンは賞賛しています。「Interconnectixカスタマ・サクセス・チームは契約書に違うことなく、色々と素晴らしいサポートをしてくれました。」HPの設計チームが最適で間違いのない設計を製造部署に回せるように手助けするなかで、Mentor Graphicsの高速ボード設計ソリューションはファースト・パス・サクセスに貢献しました。

「設計が複雑であったり、テクノロジーや半導体が新しくても、Interconnectixツールを使えば、最低1ヶ月のコストを要する問題を回避し、短時間で高い品質レベルに到達できるようになり、結果として製品化時間を大いに節約できました。」

「タイミングと信号品質から見れば、このシステムは今まで経験した中で最高でした。」とオルセンもジェンセンに同意しています。「この信頼できるシステムから始めたことで、スケジュール全体を通して余分な時間を節約できました。」

Mentor GraphicsツールのパワーをVISUALIZEワークステーション モデルC240と組み合わせることで、HPは業界最先端の製品を送り出せました。これは、HPカスタマの要求する計算力を、そのままに提供可能なHP設計チームの誇りとする製品です。「どの設計者もVISUALIZEワークステーション モデルC3000に大きな誇りを感じていると思います。これまでわれわれが作った中で最高の製品の一つだと思います。きわめて低コストと高性能を実現し、設計も優雅です。設計プロセス全体において、Mentor Graphicsの高速ボード設計ツールが重要な役割を果たしました。」

「Interconnectixツールを使用し、我々は少なくとも一月は要する問題が回避でき、短時間で高い品質レベルに到達することが可能になり、その結果、市場に製品を送り出す時間は大いに短縮されました。」

1999年度PCB Technology Leadership Award受賞者
過去13年の間、Mentor Graphicsは業界をリードするPCB設計コンテストを主催しており、同社カスタマによるユニークで傑出したPCB、MCM、ハイブリッドの各設計を表彰してきました。

競争が激しい分野の製品から各種設計が収集され、Mentor GraphicsのPCBツールやMCMツールの使用方法に革新性や創造性が見られるか、または設計が複雑か、コスト効率がいいか、品質が高いかなどを基準に審査されます。

今年度、HPはこの設計コンテストのDigital High-Speedカテゴリで一位となりました。受賞者は、サンタクララのPCB Design Conference Westで開かれるMentor Graphics主催の授賞式で表彰されます。

PCB Technology Leadership Awardの受賞者は、業界で高い評価を受けているメンバーからなる独立委員会により選出されます。

本ページに記載されている情報は取材時におけるものであり閲覧される時点で、変更されている可能性があります。予めご了承下さい。  

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