ARM zasnoval upogljiv procesor

V Armu so po osmih letih razvoja pokazali svoj prvi procesorski čip na upogljivem substratu. Čeprav ne gre za prvo takšno rešitev, pa je za razred velikosti večja od vsega, kar je bilo napravljenega doslej.

Današnji zmogljivi računalniški čipi so izdelani v kristalnem siliciju, ki sicer zagotavlja visoke hitrosti in gostoto elementov, a je hkrati zelo tog in posledično neprimeren za izvedbo večjih upogljivih čipov, kakršne bi želeli na primer všiti v obleke ali vdelati v papirnato ali plastično embalažo. Najbolj zgodnji recepti za ukrivljene procesorje so skušali čip razdeliti na več delov, povezanih z raztegljivimi žičkami, ki pa so se doslej vedno izkazale za šibki člen zasnove, saj so bodisi preobčutljive bodisi predebele. Zato si pot danes utirajo zamisli, pri katerih je celoten čip izdelan v upogljivem materialu, kot je na primer amorfni silicij, ki mu podporo daje podlaga iz različnih polimerov.

Pri Armu so leta 2013 pričeli raziskovati v tej smeri in se povezali s firmo PragmatIC. Prvi funkcionalni čip, ki so ga pokazali pred dnevi in ga poimenovali PlasticARM, je upogljiva implementacija njihovega zelo razširjenega mikrokontrolerja ARM M0, ki je sicer na samem spodnjem koncu zmogljivostne lestvice - a dovolj za razne senzorje, katerim je zasnova namenjena. Elementi so napravljeni iz tankega filma indij-galij-cinkovega oksida (IGZO TFT), kar je pristop, ki ga sicer uporabljamo pri izdelavi panelov računalniških zaslonov in televizorjev. Podlago predstavlja 200 nanometrov debela plast polimera. V čipu je 56.340 elementov, ki sestavljajo 18.334 logičnih vrat, kar je 12-krat več od doslej rekordne upogljive zasnove. Največji odmik od silicijeve inačice M0 se skriva v organizaciji pomnilnika, saj so registri povsem ločeni od računskega vezja in pospravljeni v 128 bajtov (!) Rama, medtem ko se inštrukcije nahajajo v 456 bajtov velikem Romu. Stvarca torej še ni programabilna in s tem se bodo inženirji v glavnem ukvarjali pri naslednji generaciji.

To ni edina cena, ki jo prinese izvedba v IGZO TFT. Medtem ko je silicijski M0 napravljen v 90-nanometrskem procesu, je upogljivi izdelan v 800 nm ekvivalentu. Tudi frekvenca znaša zelo skromnih 29 kilohercev, 2000-krat manj od toge izvedbe; poraba je 21 milivatov ali 1000-krat več od običajnega M0. Procesor sicer uporablja arhitekturo ARMv6-M, z inštrukcijskim naborom ARM Thumb. Trenutno še ne gre za integriran izdelek - to pomeni, zanj morajo praktične rešitve še najti. Napoveduje se zasnove denimo pametnih detektorjev pokvarjenih živil, ki jih bo moč vdelati v papirnato embalažo za hrano.