Las pantallas plegables han avanzado rápidamente. Ahora los microprocesadores también se están doblando.

El mercado de pantallas plegables ha experimentado importantes avances en los últimos años, y ahora están disponibles las primeras versiones para consumidores. Estos dispositivos flexibles han cambiado las capacidades y la forma en que la gente usa sus electrónicos. Ahora, es el momento de que los microprocesadores flexibles se unan a la diversión. Aquí tienes lo que necesitas saber sobre estos dispositivos innovadores y cómo podrían remodelar el mercado de la electrónica en el futuro.

Semiconductores

Los semiconductores se inventaron a mediados del siglo XIX y desde entonces se han convertido en un elemento crucial en los diodos, transistores y circuitos integrados actuales. Estos dispositivos pueden fabricarse mediante una variedad de métodos y utilizan varios materiales básicos, incluidos el silicio, el germanio y el arseniuro de galio. Los semiconductores también son un bloque de construcción esencial de la tecnología avanzada de hoy, como la computación cuántica, la inteligencia artificial y la computación perimetral.

Dado el papel crítico que desempeñan los semiconductores en la electrónica moderna, no es sorprendente que se haya dedicado un considerable esfuerzo a mejorar la forma, las capacidades y los requisitos de consumo energético de estos dispositivos. Un evento que ha generado gran entusiasmo en la industria es la introducción de la serie de chips Flex‑RV de Pragmatic Semiconductor.

Flex‑RV

Flex‑RV es uno de los primeros productos lanzados por FlexIC Foundry. Estas unidades son los primeros microprocesadores flexibles de 32 bits y bajo costo que están disponibles comercialmente. Ofrecen una serie de beneficios que podrían verse algún día en una gran cantidad de dispositivos inteligentes a nivel global. Los dispositivos inteligentes, en particular, pueden funcionar con microprocesadores de bajas frecuencias de reloj, lo que los convierte en un sector ideal para integrar el Flex‑RV.

Fuente – Pragmatic Semiconductor Flexible Microprocessor

Estudio de microprocesadores flexibles

El Flex‑RV se reveló en un estudio reciente publicado en la Nature Journal que habla sobre el concepto de microprocesador flexible, su funcionamiento, aplicaciones y rendimiento general. El informe revela que el Flex‑RV utiliza un microprocesador de 32 bits basado en un diseño abierto RISC‑V, lo que permite más innovación sin restricciones por parte de los fabricantes.

Cabe destacar que el procesador programable puede ejecutar programas escritos en varios lenguajes de alto nivel, reduciendo los problemas de incorporación y compatibilidad. El estudio profundiza, mostrando la funcionalidad del microprocesador bajo condiciones normales y dobladas. Como el primer microprocesador RISC‑V no silicio y flexible, los investigadores estaban ansiosos por probar las capacidades del microprocesador de 32 bits.

Capacidades de ML

Uno de los aspectos más singulares de la investigación y del nuevo diseño del chip fue la inclusión de capacidades de ML (aprendizaje automático). Los ingenieros lograron integrar un acelerador de hardware de ML programable en el dispositivo. Específicamente, el equipo utilizó transistores de película delgada de óxido de indio, galio y zinc (IGZO) para soportar el motor propietario SIMD (instrucción única, datos múltiples). Este motor desempeña un papel importante en la multiplicación de matrices y en operaciones de post‑procesamiento.

Prueba de microprocesadores flexibles

Los ingenieros comenzaron a probar su dispositivo, que utilizó transistores de película delgada de óxido de indio, galio y zinc sobre un sustrato flexible de poliimida. Cabe destacar que el microprocesador flexible tenía un grosor de 30 µm. El proceso comenzó asegurando el procesador a una PCB flexible ultrafina de 45 µm de grosor. Para lograr esta tarea, los ingenieros tuvieron que crear un nuevo método de fabricación llamado impresión sobre el borde (OEP).

El chip fue diseñado para operar como un sistema‑en‑un‑chip (SOC) alrededor del Serv CPU. Cabe destacar que Serv CPU difiere de los CPU tradicionales en que su procesador de 32 bits ejecuta instrucciones bit a bit. Este enfoque reduce la demanda de hardware computacional. También proporciona una baja complejidad de diseño, reduciendo los costos de fabricación e integración.

Los investigadores conectaron el Server CPU y el microprocesador flexible. Además, integraron un archivo de registros (RF), un interruptor de depuración, un conmutador multiplexor,  un bloque de RAM en el chip, un árbitro, una interfaz de memoria de acceso aleatorio (RAM) y una interfaz de entrada/salida de propósito general (GPIO). Esta estrategia requirió que el chip utilizara una memoria externa para acceder al código. Por lo tanto, también se necesitó una interfaz Serial Peripheral Interface (SPI) personalizada.

Resultados de los microprocesadores flexibles

Los resultados de la prueba demostraron el funcionamiento exitoso del microprocesador flexible. El Flex‑RV ensamblado en un FlexPCB funcionó a velocidades de 60 kHz. Este rendimiento no se vio afectado por el doblado del microprocesador hasta una curvatura de  +5 mm, lo que representa una mejora significativa respecto a los chips frágiles actuales.

El equipo registró el consumo eléctrico mientras ejecutaba programas de prueba. Se entusiasmaron al ver que el microprocesador flexible podía ofrecer el rendimiento requerido consumiendo menos de 6 mW de energía. Específicamente, solo hubo una variación de rendimiento del 4,3 % en comparación con los chips tradicionales en promedio. Estos resultados demuestran el enorme potencial del chipset Flex‑RV.

Beneficios de los microprocesadores flexibles

Existen varias razones por las que los microprocesadores flexibles son el futuro. En primer lugar, pueden democratizar el acceso a la computación. Su ultra bajo costo y facilidad de fabricación mejorarán la integración y permitirán a los desarrolladores hacer más dispositivos inteligentes sin aumentar los costos. Así, quienes antes no podían disfrutar de la tecnología inteligente empezarán a acceder rápidamente a estos sistemas.

Costo ultrabajo

En comparación con las mejores fundiciones de chips actuales, el procesamiento flexible ahorra a fabricantes y consumidores en todos los frentes. El proceso de fabricación por menos de un dólar es mucho más económico que el uso de silicio. Gran parte del costo de fabricación de los chips de silicio actuales se basa en la necesidad de colocar los dispositivos en ubicaciones específicas. Utilizar microprocesadores flexibles de bajo costo podría ayudar a reducir la dependencia de esas fundiciones de silicio caras y de última generación, mejorando aún más el ahorro de costos.

Código abierto

Otra razón importante por la que el Flex‑RV es un cambio de juego es que es de código abierto. Los proyectos de código abierto ofrecen múltiples ventajas. En primer lugar, impulsan la innovación, ya que cualquiera puede interactuar y construir sobre sus características. Además, reducen los costos al no requerir el pago de licencias que limitan la innovación. Por ello, el Flex‑RV puede competir con proveedores propietarios como x86 de Intel & AMD y ARMvX de Arm.

Duradero

La durabilidad es otro beneficio que no puede pasarse por alto. Los chips de silicio actuales son frágiles y muy sensibles a las condiciones ambientales. Su naturaleza inflexible significa que están personalizados para encajar en cada escenario de uso. Este ajuste también puede reducir la durabilidad. Eliminar el empaquetado rígido que utilizan las placas de silicio permite a los desarrolladores crear chips más útiles y resistentes.

Bajos requisitos de energía

El chipset Flex‑RV ofrece un rendimiento razonable con requisitos mínimos de consumo energético. En particular, el chip Flex‑RV puede operar a 60 kHz consumiendo solo alrededor de 6 mW de potencia. Este menor consumo de energía resulta en una huella de carbono más pequeña, menos generación de calor y menos daño al medio ambiente.

Rápida puesta en marcha

Otra gran ventaja que los nuevos chips Flex‑RV aportan al mercado es su rápida puesta en marcha. Requieren menos material y un proceso de fabricación mucho menos complicado. Por ello, estos chips pueden crearse en menos tiempo y con costos de ingeniería no recurrentes.

Impulsar la innovación

Quizá uno de los mayores atractivos de la nueva tecnología de microprocesadores flexibles sea que abrirá una nueva era de innovación. Estos microprocesadores de bajo costo permitirán a los ingenieros hacer más dispositivos inteligentes, mejorando la interconectividad y la utilidad para los consumidores. También favorecerá una mayor cohesión entre la investigación educativa, académica e industrial.

Investigadores

Pragmatic Semiconductor es la empresa detrás de la investigación pionera en microprocesadores flexibles. En concreto, Emre Ozer, Director Senior de Desarrollo de Procesadores en Pragmatic, actuó como investigador principal del proyecto. El estudio también contó con el apoyo de expertos en hardware y software, incluido Qamcom. Además, participaron ingenieros de la Universidad de Harvard.

Empresas que pueden integrar microprocesadores flexibles y prosperar

Hay varias empresas que podrían integrar esta tecnología y mejorar sus ofertas. Estas compañías dependen actualmente de chips a medida, lo que ha elevado sus precios y reducido la durabilidad. La integración de opciones Flex‑RV podría ayudar a reducir el tamaño y los costos de sus productos en el futuro.

1. Abbott Laboratories (ABT)

Abbott Laboratories ha sido un actor importante en el sector de la salud desde 1888, cuando el Dr. Abbott la fundó para difundir sus gránulos médicos de alcaloides por el país. Para 1907, la empresa se había convertido en un proveedor internacional de medicamentos y productos de salud. Hoy en día, es un referente en dispositivos médicos y wearables.

(ABT )

Abbott Laboratories ofrece varios wearables que ayudan a los pacientes a monitorizar su salud en tiempo real. Estos dispositivos podrían experimentar grandes mejoras y menores costos si se emplearan microprocesadores flexibles en su fabricación. Actualmente, Abbott Laboratories tiene una capitalización de mercado de aproximadamente +$194,7 B, lo que la convierte en una incorporación inteligente a cualquier cartera que busque exposición al sector de wearables de salud.

Futuro de los microprocesadores flexibles

El futuro de la tecnología de microprocesamiento flexible es prometedor. Existe una fuerte demanda de wearables y electrónica de un solo uso en múltiples industrias. Imagina empaques inteligentes que revelen detalles clave del producto que estás comprando, pruebas de salud inteligentes de un solo uso y mucho más.

Todos estos avances podrían convertirse en algo cotidiano en los próximos meses si la tecnología de microprocesamiento flexible despega. Por ahora, esta investigación representa un punto de inflexión en la carrera por crear electrónica flexible.

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