Bộ xử lý RISC-V có thể uốn cong (Bendy)

(spectrum.ieee.org)

6 điểm bởi GN⁺ 2024-09-30 | Chưa có bình luận nào. | Chia sẻ qua WhatsApp

"Con chip nhựa mã nguồn mở 6mW chạy tác vụ máy học ngay cả khi quấn quanh bút chì"

Bộ xử lý RISC-V linh hoạt

Pragmatic Semiconductor của Anh cùng các nhà nghiên cứu đã lần đầu phát triển một con chip lập trình được, linh hoạt, không dùng silicon
Bộ vi xử lý 32-bit siêu tiết kiệm điện này có thể hoạt động ngay cả khi bị uốn cong, đồng thời có thể chạy các workload máy học
Sử dụng kiến trúc RISC-V mã nguồn mở, chip có thể được sản xuất với giá dưới 1 USD
Được kỳ vọng có thể cung cấp năng lực xử lý cho các sản phẩm giá rẻ như thiết bị điện tử chăm sóc sức khỏe đeo được, nhãn bao bì thông minh

Thiết bị điện tử linh hoạt có thể được ứng dụng trong mọi lĩnh vực cần tương tác với vật liệu mềm, như đeo trên da hoặc cấy vào cơ thể
Có thể áp dụng cho máy tính trên da, robot mềm, giao diện não - máy
Tuy nhiên, các thiết bị điện tử hiện nay vẫn được làm từ những vật liệu cứng như silicon

Pragmatic đang thúc đẩy phát triển vi mạch linh hoạt có chi phí sản xuất rẻ hơn rất nhiều so với bộ xử lý silicon
Thiết bị mới có tên Flex-RV là một bộ vi xử lý 32-bit dựa trên indium gallium zinc oxide (IGZO)
Các transistor màng mỏng IGZO được chế tạo trực tiếp ở nhiệt độ thấp trên nhựa linh hoạt để giảm chi phí
Chip dựa trên tập lệnh RISC-V, và vì là mã nguồn mở nên có thể tránh được chi phí bản quyền đắt đỏ của các kiến trúc độc quyền như x86 hay Arm
Flex-RV có thể lập trình được và chạy các chương trình đã biên dịch viết bằng ngôn ngữ bậc cao như C
Nhờ tính chất mã nguồn mở của RISC-V, chip còn được tích hợp bộ tăng tốc phần cứng máy học có thể lập trình, mở ra khả năng cho các ứng dụng AI
Lõi vi xử lý Flex-RV có kích thước 17,5 milimét vuông và gồm khoảng 12.600 cổng logic
Chip chạy ở tốc độ 60kHz và tiêu thụ dưới 6 miliwatt điện năng
Ngay cả khi bị uốn với bán kính cong 3 milimét, chip vẫn thực thi chương trình chính xác
Tùy theo hướng uốn, phương và góc, hiệu năng có thể chậm hơn 4,3% hoặc nhanh hơn 2,3%

Các vi mạch silicon có thể chạy ở tốc độ gigahertz nhanh hơn Flex-RV rất nhiều, nhưng điều đó có thể sẽ không thành vấn đề
Nhiều cảm biến như nhiệt độ, áp suất, mùi, độ ẩm, pH thường chỉ hoạt động ở dải hertz hoặc kilohertz rất chậm
Những cảm biến này được dùng trong các lĩnh vực mới nổi nơi vi xử lý linh hoạt được kỳ vọng sẽ hữu ích, như bao bì thông minh, nhãn mác và thiết bị điện tử chăm sóc sức khỏe đeo được
Chỉ cần chạy vi xử lý ở 60kHz cũng đã đủ đáp ứng yêu cầu của các ứng dụng này
Flex-RV được ước tính có thể sản xuất với chi phí dưới 1 USD
Điều này có được nhờ công nghệ sản xuất chip linh hoạt chi phí thấp của Pragmatic và công nghệ RISC-V không cần giấy phép bản quyền
Nhóm nghiên cứu đã công bố kết quả trên ấn bản trực tuyến ngày 25 tháng 9 của tạp chí Nature

Thiết bị điện tử linh hoạt có tiềm năng lớn để mang lại đổi mới trong nhiều lĩnh vực như thiết bị đeo, chăm sóc sức khỏe và IoT
Đặc biệt, với các thiết bị đeo trên người hoặc cấy vào cơ thể, chúng được kỳ vọng sẽ vượt qua hạn chế của chip silicon cứng nhắc và cải thiện đáng kể sự tiện lợi cho người dùng
Tuy vậy, công nghệ này vẫn chưa ở giai đoạn thương mại hóa, và thực tế là vẫn chưa thể sánh bằng chip silicon về hiệu năng lẫn độ bền. Cần tìm ra các phương án ứng dụng phù hợp với từng mục đích sử dụng
Việc sử dụng kiến trúc RISC-V là một điểm rất tích cực. Nó có thể góp phần thúc đẩy hệ sinh thái phần cứng mã nguồn mở và cho phép nhiều kiểu tùy biến hơn
Nếu chip linh hoạt giá rẻ được thương mại hóa, thị trường thiết bị điện tử dùng một lần có thể tăng trưởng mạnh. Các tác động phụ như vấn đề môi trường cũng cần được cân nhắc cùng lúc