PlasticArm - pierwszy elastyczny 32-bitowy "plastikowy" procesor, który nie ma w sobie krzemu

Arm z pomocą PragmatIC zbudował pierwszy na świecie natywnie elastyczny 32-bitowy mikroprocesor Arm. Układy takie znajdą w przyszłości zastosowanie w inteligentnych czujnikach, inteligentnych etykietach i opakowaniach, a także w wielu innych obszarach IoT. Wcześniej możliwe było tylko wytwarzanie mniejszych i prostszych elastycznych komponentów, takich jak czujniki, pamięci, diody elektroluminescencyjne oraz obwody drukowane, takie jak anteny z tworzywa sztucznego.

PlasticArm, bo tak nazwano układ, wykorzystuje technologię tranzystorów z tlenkiem metalu (TFT) na podłożu poliimidowym. Poliimid to wytrzymały rodzaj tworzywa termoplastycznego, który jest umiarkowanie elastyczny. PlasticARM jest mniej więcej wielkości paznokcia. Posiada 18344 ekwiwalenty bramek rozłożonych na aktywnej powierzchni 59 mm2. Około połowa jego powierzchni to 32-bitowy procesor Arm Cortex-M0+, a reszta to w większości 128 B RAM i 456 B ROM. SoC oparto o Cortex-M0, który działa z częstotliwością zaledwie 29 kHz, jest zasilany z zasilacza 3 V, wymagając jednak aż 21 mW. PlasticARM wyposażono w 56340 tranzystory NMOS i rezystory, a SoC jest 12 razy większy niż jakikolwiek wcześniejszy "plastikowy" poprzednik.

Arm prezentuje pierwszy na świecie elastyczny 32-bitowy mikroprocesor, który powstał całkowicie bez krzemu. PlasticARM znajdzie zastosowanie w przedmiotach codziennego użytku jak smartwatche, opaski i urządzenia IoT. Będzie można "umieścić go na sałacie, aby śledzić okres przydatności do spożycia".

Jednym z powodów, dla których naukowcy zdecydowali się na użycie projektu Cortex-M0+, jest dojrzały ekosystem, ale PlasticARM nie może jeszcze go wykorzystać. Pamięć układu została skonfigurowana jako tylko do odczytu, chociaż opracowywany jest model reprogramowalny. W normalnych warunkach rdzeń Cortex ma w sobie rejestry do przechowywania regularnie używanych danych, ale zostały one przeniesione do części pamięci RAM w celu uproszczenia. Zegar jest ograniczony do 29 kHz, podczas gdy większość procesorów Cortex-M oferuje wielkości w MHz. Większość problemów PlasticARM wkrótce będzie do rozwiązania, ale jednym, który będzie się powtarzał, jest zużycie energii. Podczas testów procesor zużył 20 mW, co stanowi kilka razy więcej niż zwykły Cortex-M.  Arm spodziewa się, że będzie w stanie zmniejszyć rozbieżność w przyszłych iteracjach, ale twierdzi, że niska wydajność jest trudną do pokonania cechą projektów TFT. Kontrolowanie zużycia energii i rozpraszania ciepła będzie kluczowe dla projektu, ponieważ tworzywa sztuczne nie są tak odporne termicznie jak krzem.

"Nie będzie szybki, nie będzie energooszczędny, ale jeśli mam umieścić go na sałacie, aby śledzić okres przydatności do spożycia, to jest taka możliwość" – powiedział New Scientist James Myers z Arm. Ale "nadal szukamy zastosowań, tak jak chłopaki z oryginalnymi procesorami w latach 70." Bliska współpraca Arma z PragmatIC rozpoczęła się około 2013 roku, a jej pierwszym sukcesem było zakończenie projektu PlasticArmPit – stworzenia czujnika zapachu "eNose". Ten sukces i fundamenty zbudowane na bibliotece komórek, przepływie narzędzi i technologii przetwarzania zainspirowały tę parę do podjęcia próby stworzenia pierwszego na świecie w pełni funkcjonalnego procesora bez krzemu – PlasticArm. Arm twierdzi, że ​​projekt PlasticArm odniósł sukces i widzi przyszłość w "wprowadzeniu możliwości bezproblemowego osadzania miliardów niezwykle tanich, ultracienkich, dopasowujących się mikroprocesorów do przedmiotów codziennego użytku", co ma być znaczącym krokiem naprzód w rozwoju internetu rzeczy.

Zobacz także:

• Loongson 3A5000 - całkowicie chiński procesor o wydajności bliskiej Ryzenom od AMD
• EVGA reaguje na uszkodzenia kart RTX 3090 w grze New World Amazona
• Karty graficzne PowerColor Radeon RX 6600 XT pojawiły się w sprzedaży detalicznej