Foldable Screens Have Advanced Quickly. Now Microprocessors Are Bending Too.

The foldable screen market has seen some major advancements over the last few years, with the first consumer versions now available. These flexible devices have helped to alter the capabilities and way people use their electronics. Now, it’s time for flexible microprocessors to get in on the fun. Here’s what you need to know about these innovative devices and how they could reshape the electronics market moving forward.

반도체

반도체는 1800년대 중반에 처음 발명되었으며, 오늘날의 다이오드, 트랜지스터, 및 집적 회로에서 핵심 요소가 되었습니다. 이러한 장치는 다양한 방법으로 제작될 수 있으며, 실리콘, 게르마늄, 및 갈륨 아르세나이드를 포함한 여러 핵심 물질을 사용합니다. 반도체는 오늘날의 고급 기술의 핵심 빌딩 블록이기도 하며, 양자 컴퓨팅, 인공지능, 및 에지 컴퓨팅을 포함합니다.

반도체가 현대 전자에서 핵심 역할을 하는 것을 고려하면, 이러한 장치의 형태, 능력, 및 전력 소비 요구 사항을 개선하기 위해 상당한 노력이 기울여졌습니다. 최근 업계에서 관심을 끌고 있는 사건 중 하나는 Pragmatic Semiconductor의 Flex-RV 칩 시리즈 도입입니다.

Flex-RV

Flex-RV는 FlexIC Foundry에서 출시한 첫 번째 제품 중 하나입니다. 이러한 유닛은 상업적으로 이용 가능한 첫 번째 유연한 32비트, 저렴한 마이크로프로세서입니다.它们는將來 전 세계의 많은 스마트 기기에 나타날 수 있는 일련의 이점을 제공합니다. 스마트 기기, 특히, 저 클록 빈도에서 작동하는 마이크로프로세서로 작동할 수 있으므로, Flex-RV를 통합하기에理想적인 섹터입니다.

Source – Pragmatic Semiconductor Flexible Microprocessor

유연한 마이크로프로세서 연구

Flex-RV는 Nature Journal에 발표된 최근 연구에서 공개되었습니다. 이 연구는 유연한 마이크로프로세서 개념, 작동 방식, 응용 프로그램, 및 전체 성능에 대해 논의합니다. 보고서는 Flex-RV가 오픈 RISC-V 설계를 기반으로 하는 32비트 마이크로프로세서를 사용하며, 제조업체의 제한 없이 더 많은 혁신을 가능하게 합니다.

주목할 점은, 프로그래밍 가능한 프로세서는 여러 고급 언어로 작성된 프로그램을 실행할 수 있으며, 온보딩 및 호환성 문제를 줄입니다. 연구는 정상 및 굽힌 상태에서 마이크로프로세서의 기능을 자세히 설명합니다. 첫 번째 굽힐 수 있는 비실리콘 RISC-V 마이크로프로세서로서, 연구자들은 32비트 마이크로프로세서의 능력을 테스트하기를 원했습니다.

기계 학습 능력

연구 및 새로운 칩 레이아웃의 가장 독특한 측면 중 하나는 기계 학습(ML) 능력의 포함입니다. 엔지니어들은 성공적으로 프로그래밍 가능한 ML 하드웨어 가속기를 장치에 내장했습니다. 특히, 팀은 행렬 곱셈 및 후처리 작업에서 중요한 역할을 하는 독점 SIMD(단일 명령어 다중 데이터) 엔진을 지원하기 위해 인듐 갈륨 아연 산화물(IGZO) 박막 트랜지스터(TFT)를 사용했습니다.

유연한 마이크로프로세서 테스트

엔지니어들은 인듐 갈륨 아연 산화물 박막 트랜지스터가 있는 유연한 폴리이미드 기판을 사용하여 장치를 테스트했습니다. 주목할 점은, 굽힐 수 있는 마이크로프로세서의 두께는 30µm입니다. 이 과정을 수행하기 위해, 엔지니어들은 새로운 제조 방법을 개발해야 했습니다. 이를 오버-에지 프린팅(OEP)이라고 합니다.

칩은 시스템-온-칩(SOC)으로 설계되었으며, Serv CPU 주변에서 작동합니다. 주목할 점은, Serv CPU는 전통적인 CPU와 다르게 32비트 프로세서로 명령어를 비트 단위로 실행합니다. 이 접근 방식은 계산 하드웨어 요구를 낮추며, 설계 복잡성을 낮추어 제조 및 통합 비용을 줄입니다.

연구자들은 Serv CPU와 굽힐 수 있는 마이크로프로세서를 연결했습니다. 또한, 그들은 레지스터 파일(RF), 디버그 스위치, 멀티플렉서 스위치, 온칩 RAM 블록, 중재자, 랜덤 액세스 메모리(RAM) 인터페이스, 및 일반 목적 입력/출력(GPIO) 인터페이스를 통합했습니다. 이 전략은 칩이 코드에 액세스하기 위해 오프-칩 메모리를 사용하도록 요구했습니다. 따라서, 사용자 지정 시리얼 페리페럴 인터페이스(SPI)도 필요했습니다.

유연한 마이크로프로세서 결과

테스트 결과는 유연한 마이크로프로세서의 성공적인 작동을 보여주었습니다. Flex-RV는 FlexPCB에 조립되어 60kHz의 속도로 작동했습니다. 이 성능은 마이크로프로세서가 굽힐 때까지 +5mm의 곡률에서 방해받지 않았습니다. 이는 오늘날의 취약한 칩에 비해 큰 업그레이드입니다.

팀은 테스트 프로그램을 실행하는 동안 전기 소비를 등록했습니다. 그들은 굽힐 수 있는 마이크로프로세서가 필요한 성능을 제공하는 동시에 6mW 미만의 에너지를 소비하는 것을 보고 놀랐습니다. 특히, 평균적으로 전통적인 칩에 비해 4.3%의 성능 변이가 있었습니다. 이러한 테스트 결과는 Flex-RV 칩셋이 가지고 있는巨大的 잠재력을 보여줍니다.

유연한 마이크로프로세서의 이점

유연한 마이크로프로세서가 미래가 되는 이유는 여러 가지가 있습니다. 첫째,它们는 컴퓨팅에 대한 접근을 민주화할 수 있습니다. 그들의 초저렴한 비용과 제조의 용이성은 통합을 개선하고 개발자가 비용을 증가시키지 않고 더 많은 항목을 스마트하게 만들 수 있습니다. 따라서, 이전에 스마트 기술을 즐길 수 없었던 사람들은 이러한 시스템에 빠르게 접근할 수 있습니다.

초저가

오늘날의 최고 칩 파운드리와 비교할 때, 굽힐 수 있는 마이크로프로세싱은 제조업체와 소비자 모두에게 비용을 절감합니다. 1달러 미만의 제조 공정은 실리콘을 사용하는 것보다 훨씬 저렴합니다. 오늘날의 실리콘 칩의 많은 제조 비용은 장치를 특정 위치에 맞추어야 하기 때문에 발생합니다. 저렴한 유연한 마이크로프로세서를 사용하면 이러한 비싼 실리콘 칩 파운드리에 대한 의존도를 줄일 수 있으며, 이는 비용을さらに 절감할 수 있습니다.

오픈 소스

또 다른 주요 이유는 Flex-RV가 오픈 소스라는 것입니다. 오픈 소스 프로젝트는 여러 가지 이점을 제공합니다. 첫째, 혁신을 추동합니다. 누구나 기능에 상호 작용하고 빌드할 수 있습니다. 또한, 비용을 낮춥니다. 라이선스 비용을 지불할 필요가 없기 때문에, 이는 혁신을 제한합니다. 따라서, Flex-RV는 Intel 및 AMD의 x86, Arm의 ARMvX와 같은 제조업체의 독점 제공과 경쟁할 수 있습니다.

내구성

내구성은 또 다른 보너스입니다. 오늘날의 실리콘 칩은 취약하고 환경 조건에 매우 민감합니다. 그들의 비유연한 특성으로 인해, 모든 사용 사례 시나리오에 맞게 맞춤형으로 제작됩니다. 이러한 맞춤형 제작은 내구성을 더욱 낮출 수 있습니다. 실리콘 보드를 사용하는剛性 칩 패키징을 제거하면 개발자가 더 유용하고 강건한 칩을 만들 수 있습니다.

저에너지 요구

Flex-RV 칩셋은 합리적인 성능과 최소한의 에너지 소비 요구를 제공합니다. 주목할 점은, Flex-RV 칩은 60kHz에서 작동하면서 약 6mW의 전력을 소비합니다. 이러한 낮은 에너지 소비는 더 작은 탄소 발자국, 열 침전, 및 환경에 대한 훨씬 적은 손상을 의미합니다.

신속한 전환

새로운 Flex-RV 칩이 시장에 가져오는 또 다른 주요 이점은 신속한 전환이라는 것입니다. 그들은 少量의 재료와 훨씬 복잡하지 않은 제조 공정을 필요로 합니다. 따라서, 이러한 칩은 더 짧은 시간에 만들어질 수 있으며, 비재생 공학 비용이 없습니다.

혁신을 주도

아마도 새로운 유연한 마이크로프로세서 기술의 가장 큰 매력은, 그것이 혁신의 새로운 시대를 가져올 것입니다. 이러한 저렴한 마이크로프로세서는 엔지니어가 더 많은 항목을 스마트하게 만들 수 있으며, 연결성과 소비자에게 유용성을 개선할 것입니다. 또한, 교육, 학술, 및 산업 연구 간의 더 큰 일치를 가져올 것입니다.

연구자

Pragmatic Semiconductor는 유연한 마이크로프로세서에 대한 획기적인 연구를 수행한 회사입니다. 특히, Emre Ozer, Pragmatic의 프로세서 개발 선임 디렉터는 이 프로젝트의 리드 연구자로 활동했습니다. 연구에는 하드웨어 및 소프트웨어 전문가들의 지원이 포함되었습니다. Qamcom과 하바드 대학교의 엔지니어들도 참여했습니다.

유연한 마이크로프로세서를 통합하여 번창할 수 있는 회사

유연한 마이크로프로세서 기술을 통합하여 제공을 개선할 수 있는 여러 회사들이 있습니다. 이러한 회사들은 현재 형태에 맞춘 칩을 사용하고 있으므로, 가격이 증가하고 내구성이 낮아졌습니다. Flex-RV 옵션의 통합은 이러한 회사들의 제공을 더 작게 만들고, 비용을 줄일 수 있습니다.

1. Abbott Laboratories (ABT)

Abbott Laboratories는 1888년 Dr. Abbott에 의해 설립되어 그의 알칼로이드 의학 그랜ูล을 국가에 전파하기 위해 설립되었습니다. 1907년까지, 회사는 국제적인 의약품 및 건강 제품 제공업체로 성장했습니다. 오늘날, 회사는 의료 기기 및 웨어러블 분야에서 최고의 수행자 중 하나입니다.

(ABT )

Abbott Laboratories는 환자들이 실시간으로 자신의 건강을 추적할 수 있는 여러 웨어러블을 제공합니다. 이러한 장치들은 유연한 마이크로프로세서가 제조에 사용된다면, 대폭 개선되고 비용이 줄어들 수 있습니다. 오늘날, Abbott Laboratories의 시가 총액은 약 194.7억 달러로, 웨어러블 건강 부문에 대한 노출을 찾는 포트폴리오에 현명한 추가입니다.

유연한 마이크로프로세서의 미래

유연한 마이크로프로세싱 기술의 미래는 밝습니다. 여러 산업에서 웨어러블 및 일회용 전자 제품에 대한 강한 수요가 있습니다. 제품에 대한 중요한 세부 정보를 나타내는 스마트 패키징, 일회용 스마트 헬스케어 테스트, 및 더 많은 것을 상상해 보십시오.

이러한 모든 발전은 유연한 마이크로프로세싱 기술이 발전할 수 있다면, 향후 몇 개월 내에 보편화될 수 있습니다. 현재로서는, 이 연구는 굽힐 수 있는 전자 제품을 만들기 위한 경주에서 중요한 전환점을 나타냅니다.

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