- "ชิปพลาสติกโอเพนซอร์ส 6mW ที่รันงานแมชชีนเลิร์นนิงได้แม้พันรอบดินสอ"
โปรเซสเซอร์ RISC-V แบบยืดหยุ่น
- Pragmatic Semiconductor จากสหราชอาณาจักรและทีมนักวิจัยได้พัฒนาชิปแบบตั้งโปรแกรมได้ที่ยืดหยุ่นได้เป็นครั้งแรก โดยไม่ได้ใช้ซิลิคอน
- ไมโครโปรเซสเซอร์ 32 บิตกำลังต่ำมากรุ่นนี้สามารถทำงานได้แม้อยู่ในสภาพโค้งงอ และสามารถรันเวิร์กโหลดแมชชีนเลิร์นนิงได้
- ใช้สถาปัตยกรรม RISC-V แบบโอเพนซอร์ส จึงสามารถผลิตได้ในราคาต่ำกว่า 1 ดอลลาร์
- คาดว่าจะสามารถจ่ายพลังให้กับผลิตภัณฑ์ต้นทุนต่ำ เช่น อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพื่อสุขภาพแบบสวมใส่ และฉลากแพ็กเกจอัจฉริยะ
ศักยภาพของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบยืดหยุ่น
- อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบยืดหยุ่นสามารถนำไปใช้ได้ในทุกด้านที่ต้องมีปฏิสัมพันธ์กับวัสดุนุ่ม เช่น การสวมบนผิวหนังหรือการฝังไว้ในร่างกาย
- สามารถประยุกต์ใช้กับ skin computer, soft robotics และ brain-machine interface ได้
- อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบเดิมถูกสร้างขึ้นจากวัสดุแข็งอย่างซิลิคอน
โอเพนซอร์ส ยืดหยุ่น และเร็วเพียงพอ
- Pragmatic กำลังผลักดันการพัฒนาไมโครชิปแบบยืดหยุ่นที่มีต้นทุนการผลิตต่ำกว่าโปรเซสเซอร์ซิลิคอนอย่างมาก
- อุปกรณ์ใหม่ชื่อ Flex-RV เป็นไมโครโปรเซสเซอร์ 32 บิตที่สร้างบนพื้นฐานของ indium gallium zinc oxide (IGZO)
- ลดต้นทุนด้วยการผลิตทรานซิสเตอร์ฟิล์มบาง IGZO โดยตรงบนพลาสติกยืดหยุ่นที่อุณหภูมิต่ำ
- ใช้ชุดคำสั่ง RISC-V และด้วยความที่เป็นโอเพนซอร์ส จึงหลีกเลี่ยงค่าไลเซนส์ราคาแพงของสถาปัตยกรรมปิดอย่าง x86 หรือ Arm ได้
- Flex-RV สามารถตั้งโปรแกรมได้ และสามารถรันโปรแกรมที่คอมไพล์จากภาษาระดับสูงอย่าง C ได้
- ด้วยคุณสมบัติความเป็นโอเพนซอร์สของ RISC-V จึงสามารถติดตั้งฮาร์ดแวร์เร่งความเร็วแมชชีนเลิร์นนิงแบบตั้งโปรแกรมได้ เพื่อรองรับแอปพลิเคชัน AI
- คอร์ไมโครโปรเซสเซอร์ Flex-RV มีขนาด 17.5 ตารางมิลลิเมตร และประกอบด้วยลอจิกเกตราว 12,600 ตัว
- ทำงานที่ความเร็ว 60kHz และใช้พลังงานต่ำกว่า 6 มิลลิวัตต์
- แม้โค้งงอด้วยรัศมีความโค้ง 3 มิลลิเมตร ก็ยังรันโปรแกรมได้อย่างถูกต้อง
- ประสิทธิภาพอาจช้าลง 4.3% หรือเร็วขึ้น 2.3% ขึ้นอยู่กับทิศทาง แนว และมุมของการโค้งงอ
ต้นทุนต่ำและประสิทธิภาพที่เพียงพอ
- แม้ไมโครชิปซิลิคอนจะทำงานได้เร็วกว่า Flex-RV มากในระดับกิกะเฮิรตซ์ แต่ก็น่าจะไม่ใช่ปัญหา
- เซนเซอร์จำนวนมาก เช่น อุณหภูมิ ความดัน กลิ่น ความชื้น และ pH โดยทั่วไปทำงานในช่วงเฮิรตซ์หรือกิโลเฮิรตซ์ที่ค่อนข้างช้า
- เซนเซอร์เหล่านี้ถูกใช้ในสาขาเกิดใหม่ที่คาดว่าไมโครโปรเซสเซอร์แบบยืดหยุ่นจะมีประโยชน์ เช่น smart packaging, ฉลาก และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพื่อสุขภาพแบบสวมใส่
- การรันไมโครโปรเซสเซอร์ที่ 60kHz เพียงอย่างเดียวก็เพียงพอที่จะตอบโจทย์ความต้องการของแอปพลิเคชันเหล่านี้
- คาดว่า Flex-RV จะสามารถผลิตได้ในต้นทุนต่ำกว่า 1 ดอลลาร์
- นี่เป็นผลจากเทคโนโลยีการผลิตชิปยืดหยุ่นต้นทุนต่ำของ Pragmatic และเทคโนโลยี RISC-V ที่ไม่ต้องมีไลเซนส์
- ทีมนักวิจัยเผยแพร่ผลการวิจัยในวารสาร Nature ฉบับออนไลน์วันที่ 25 กันยายน
ความเห็นของ GN⁺
- อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบยืดหยุ่นมีศักยภาพสูงในการสร้างนวัตกรรมในหลายสาขา เช่น wearable, healthcare และ IoT
- โดยเฉพาะในกรณีของอุปกรณ์ที่สวมใส่หรือฝังในร่างกาย คาดว่าจะช่วยก้าวข้ามข้อจำกัดของชิปซิลิคอนแบบแข็ง และเพิ่มความสะดวกสบายให้ผู้ใช้อย่างมาก
- อย่างไรก็ตาม ตอนนี้ยังไม่ใช่ขั้นตอนของการใช้งานเชิงพาณิชย์ และในด้านประสิทธิภาพกับความทนทานก็ยังสู้ชิปซิลิคอนไม่ได้ นี่คือความเป็นจริง จึงจำเป็นต้องหาแนวทางการใช้งานที่เหมาะกับลักษณะงาน
- การเลือกใช้สถาปัตยกรรม RISC-V ถือว่าเป็นเรื่องที่ดีมาก สามารถช่วยกระตุ้นระบบนิเวศฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์ส และทำให้การปรับแต่งที่หลากหลายเป็นไปได้
- หากชิปยืดหยุ่นราคาถูกเข้าสู่เชิงพาณิชย์ได้ ตลาดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใช้ครั้งเดียวทิ้งก็น่าจะเติบโตอย่างมาก แต่ก็ควรพิจารณาผลข้างเคียงอย่างปัญหาสิ่งแวดล้อมไปพร้อมกันด้วย
ยังไม่มีความคิดเห็น