Новый гибкий компьютерный процессор позволит открыть эру «Интернета всего»
Создан новый гибкий компьютерный чип, в котором в качестве основного материала используется пластик вместо кремния. Использование пластика позволяет изготавливать чип более простым способом и потенциально может открыть новую эру, называемую «Интернетом всего», где микропроцессоры используются в повседневных предметах, таких как одежда, вещи и упаковка для пищевых продуктов.
Почти все производимые сегодня чипы представляют собой жесткие устройства, созданные на кремниевых пластинах на узкоспециализированных и дорогостоящих предприятиях, где десятки сложных химических и механических процессов от начала до конца занимают до восьми недель.
Исследователи из Arm Holdings Ltd. и PragmatIC Stmiconductor Ltd разработали 32-битный процессор под названием PlasticARM, схемы и компоненты которого печатаются на пластиковой подложке, точно так же, как принтер наносит чернила на бумагу.
По словам исследователей, использование пластика делает чип более гибким и потенциально может открыть новую эру, называемую «Интернетом всего», где производительные и дешёвые микропроцессоры будут использоваться в повседневных предметах.
Исследователи Arm создали гибкий 32-битный компьютерный чип из пластика, который можно быстро изготавливать при малых затратах, печатая схемы непосредственно на бумаге, картоне или ткани. Эта технология может дать множеству предметов повседневного обихода, таких как одежда и контейнеры для еды, возможность собирать, обрабатывать и передавать данные через Интернет. (Фото: PragmatIC).
Кремний не подходит для всех возможных вычислительных приложений. Одним из его основных ограничений является то, что он невероятно жесткий и хрупкий, вследствие чего его сложно встраивать в биологические объекты. И хотя кремний достаточно дешев, чтобы использовать в устройствах, рассчитанных на длительный срок службы, такие как компьютеры и смартфоны, но он недостаточно рентабелен для одноразовых изделий, предназначенных для однократного использования, а затем выбрасываемых.
Исследователи утверждают, что созданный процессор PlasticARM может преодолеть эти ограничения.
Данный чип можно описать как «самую сложную в мире гибкую интегральную схему, построенную на металлооксидных TFT», напечатанных на пластиковой пленке. TFT — это тонкопленочные транзисторы, которые можно устанавливать на гибкие поверхности. По заявлению разработчиков, используя пластиковую пленку в качестве базовой поверхности, можно производить чипы по доступной цене и применять их во множестве устройств.
Гибкие микросхемы создавались и раньше, но устройство Arm — самое мощное из существующих.
Сам чип — это 32-битный микропроцессор на базе чипа ARM Cortex-MO +, поддерживающий архитектуру ARMv6-M. Он состоит из 56 340 компонентов которые занимают площадь менее 60 квадратных миллиметров. В нем имеется более 18 000 логических вентилей, внутренняя память и контроллер. Исследователи заявили, что будущие версии могут иметь до 100 000 логических вентилей. (PragmatIC).
Процессор может запускать множество программ, хотя в настоящее время он использует постоянную память, поэтому может выполнять только тот код, с которым он был построен. В будущих версиях будет использоваться полностью программируемая память.
Процессор PlasticARM разрабатывался не для замены кремния. С точки зрения производительности, энергоэффективности и плотности кремний сохраняет большое преимущество, которое, вероятно, не будет преодолено в ближайшее время. А вот пластиковые чипы будут вариантом в тех случаях, когда требуются более новые форм-факторы и когда использование кремния не будет рентабельным.
Возможными приложениями для PlasticARM могут быть «умные бутылки для молока или сока», которые могут, например, анализировать, стало ли содержимое прогорклым. Если да, то это потенциально могло бы избавить от необходимости указывать даты «срок годности».
Другие области применения — чипы для одежды. Умная одежда будущего может определять температуру на улице и расширять или уменьшать пространство между волокнами, чтобы пользователю было более комфортно. Кроме того, существуют возможные биологические применения, такие как чипы, имплантированные в мозг людей, или биомониторы, которые можно разместить во внутреннем органе для наблюдения за ним.
Николай Макаренко 25 июля 2021, 13:46
Источник: naukatehnika.com
