Elastyczny procesor RISC-V można zawinąć wokół ołówka i wciąż działa

Pragmatic Semiconductor, firma technologiczna z siedzibą w Cambridge, ogłosiła fascynujące osiągnięcie w dziedzinie elastycznej elektroniki. W najnowszym artykule opublikowanym w prestiżowym czasopiśmie Nature oraz na firmowym blogu zaprezentowano Flex-RV – pierwszy na świecie w pełni funkcjonalny, giętki mikroprocesor 32-bitowy, oparty na architekturze RISC-V.

Flex-RV nie jest tradycyjnym procesorem krzemowym. Zamiast tego opiera się na technologii IZGO na tranzystorach cienkowarstwowych (TFT), dzięki czemu jest znacznie cieńszy i bardziej giętki. Procesor o grubości poniżej 80 mikrometrów, wliczając w to płytkę drukowaną (PCB), zużywa zaledwie 6 mW mocy, co czyni go wyjątkowo energooszczędnym. Dzięki tym właściwościom, Flex-RV może być produkowany za mniej niż dolara.

Koszt produkcji programowalnego układu Flex-RV firmy Pragmatic Semiconductor jest niższy niż jeden dolar.

Aby zilustrować możliwości swojego nowego procesora, Pragmatic Semiconductor opublikował film, na którym Flex-RV jest owinięty wokół ołówka, wykonując jednocześnie proste polecenia. Wideo pokazuje, że giętki procesor RISC-V można zwinąć ciaśniej niż promień 5 mm, a mimo to nadal funkcjonuje bez zakłóceń. Nawet poddawany próbom rozciągania, ściskania i spłaszczania, procesor kontynuuje wykonywanie programów bez najmniejszych oznak awarii czy zawieszenia.

Flex-RV opiera się na wcześniejszych pracach Pragmatic w dziedzinie elastycznej elektroniki, takich jak FlexPCB (projekt elastycznej płytki drukowanej) i FlexIC (elastyczne układy scalone). Architektura systemu obejmuje programowalny sprzętowy akcelerator uczenia maszynowego (ML), który współpracuje z otwartym procesorem Servant RISC-V. SoC (System on Chip) zawiera również inne kluczowe elementy, takie jak plik rejestru (RF), przełącznik debugowania, przełącznik multipleksera, arbiter, interfejs RAM oraz interfejs GPIO (General-purpose Input/Output).

Choć średnia i maksymalna prędkość zegara wynoszą odpowiednio 52 kHz i 60 kHz, co nie jest imponującym wynikiem w porównaniu z tradycyjnymi procesorami krzemowymi, to jednak jest to znaczący krok naprzód dla elastycznej elektroniki, która do tej pory była ograniczona pod względem wydajności i programowalności.

Emre Ozer, starszy dyrektor ds. rozwoju procesorów w Pragmatic Semiconductor i główny badacz projektu, wyraża wielkie nadzieje związane z nowym procesorem. „Flex-RV to ekscytujący krok naprzód dla całej branży. Dzięki współpracy z naukowcami z Qamcom i Harvardu, elastyczne procesory mogą zdemokratyzować dostęp do obliczeń, odblokowując nowe aplikacje, a jednocześnie otwierając drzwi do obliczeń poniżej dolara” – stwierdził Ozer w komunikacie prasowym.

Zdaniem eksperta, giętki procesor RISC-V może znaleźć zastosowanie w takich obszarach, jak urządzenia ubieralne czy jednorazowy sprzęt medyczny. Wszędzie tam, gdzie ważna jest niska cena i elastyczność użytkowania, Flex-RV może okazać się przełomowym rozwiązaniem.

Flex-RV przewyższa fizycznie i obliczeniowo poprzednie projekty w dziedzinie elastycznej elektroniki. W 2021 roku Pragmatic, we współpracy z firmą Arm, zaprezentował PlasticArm, który wykorzystywał rdzenie Arm Cortex M0. Tamten układ był jednak nieprogramowalny, ograniczony do trzech programów zapisanych w pamięci tylko do odczytu, a jego częstotliwość pracy wynosiła zaledwie 30 kHz, zużywając przy tym 21 mW mocy – aż 3,5 razy więcej niż Flex-RV.

Nowa technologia może zatem nie tylko zaspokoić potrzeby rynku w zakresie niskokosztowych rozwiązań obliczeniowych, ale także przyczynić się do rozwoju nowych, innowacyjnych produktów, które do tej pory były poza zasięgiem ze względu na wysokie koszty i ograniczenia techniczne.