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售價不到1美分!可彎曲的塑料處理器將大規(guī)模量產(chǎn)!

來源:tomshardware 作者:Mark Tyson 編譯:EETOP

如果你一直在關(guān)注有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的統(tǒng)計數(shù)據(jù),它每年都在以數(shù)十億臺設(shè)備的速度增長,這些數(shù)字是相當(dāng)令人難以置信的。但事實(shí)是,昂貴的硅芯片實(shí)際上正在阻礙這一猖獗的增長。

但現(xiàn)在研究人員已經(jīng)設(shè)計出一種新的塑料處理器,他們估計這種處理器將能夠以低于1美分的價格進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。根據(jù)IEEE Spectrum的一份報告,一款命名為Flexicore芯片開啟了一個新世界,使得你遇到的幾乎每一件物品——比如:繃帶、瓶子、香蕉等都可以都可以擁有芯片。

伊利諾伊大學(xué)厄巴納香檳分校和柔性電子制造商PragmatIC 表示:我們目前使用的芯片設(shè)計--即使是最基本的微控制器--也太復(fù)雜了,無法用塑料進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。

去年,Arm 和 PragmatIC 宣布開發(fā)PlasticArm 原型,該原型實(shí)現(xiàn)了 Arm M0 處理器設(shè)計,其中包含超過 56,000 個半導(dǎo)體器件,這項最新研究表明,需要一種全新的架構(gòu)方法來實(shí)現(xiàn)可用的產(chǎn)量和一分錢的芯片。

為了解決塑料芯片設(shè)計的特殊性,伊利諾伊大學(xué)的團(tuán)隊從頭開始構(gòu)建新的Flexicore處理器設(shè)計。因?yàn)楫?dāng)處理器門數(shù)增加時,產(chǎn)量會大幅縮減,因此他們決定做一個最小的設(shè)計,減少門數(shù),使用4位和8位邏輯,而不是16位或32位的替代方案。Flexicore 內(nèi)存架構(gòu)及其指令集針對更少的組件和更低的復(fù)雜性進(jìn)行了優(yōu)化。研究人員還設(shè)計了可重復(fù)使用部件的邏輯(因此,具有更少的晶體管)。最后但并非最不重要的一點(diǎn)是,處理器的設(shè)計可使其在單個時鐘周期內(nèi)執(zhí)行一條指令。

對于芯片制造,研究團(tuán)隊使用了柔性薄膜半導(dǎo)體銦鎵鋅氧化物(IGZO)技術(shù)。IZGO 在顯示器面板制造中的有廣泛的應(yīng)用。這是一項可靠且成熟的技術(shù),薄膜可以彎曲成半徑為毫米級的曲線而不會產(chǎn)生不良影響。

一個示例 4 位 FlexiCore 處理器為 5.6 平方毫米,包含 2,104 個半導(dǎo)體器件,類似于經(jīng)典的Intel 4004 CPU。與之前我們提到了使用 Arm M0 架構(gòu)的 PlasticArm 原型——Flexicore 使用的半導(dǎo)體器件數(shù)量不到 4%。制造良率超過 80%,研究人員估計 Flexicore 芯片的生產(chǎn)成本不到 1 美分。不過,目前8 位設(shè)計處理器還無法打破一美分的障礙。

還有很多工作要做,研究人員已經(jīng)嘗試針對不同的流程和目標(biāo)工作負(fù)載優(yōu)化 Flexicore 設(shè)計,并取得了一些成功。了解彎曲芯片如何影響性能以及這些東西的耐用性將會很有趣。

借助這種低價塑料處理器,以及柔性電子產(chǎn)品從小眾市場向主流市場的轉(zhuǎn)變,我們可能會看到真正無處不在的電子產(chǎn)品的曙光。上述研究將在本月晚些時候的計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)國際研討會上發(fā)表,屆時我們可以了解到更多相關(guān)信息和進(jìn)一步的發(fā)展計劃。

原文:

https://www.tomshardware.com/uk/news/plastic-processors-for-less-than-a-penny-apiece

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