解决重大难题！全球最大半导体公司之一，重磅Nature！
学术
2024-10-13 08:30
广东
随着半导体技术的迅猛发展，灵活可弯曲的微处理器因其在可穿戴设备、医疗器械和智能包装等新兴应用中的潜力而成为研究热点。然而，现有的微处理器多基于硅材料，其高成本和刚性限制了它们在这些应用中的广泛应用，尤其是在需要低成本和物理灵活性的场景中。为此，英国半导体公司Pragmatic Semiconductor的Emre Ozer等团队携手在Nature期刊上发表了题为“Bendable non-silicon RISC-V microprocessor”的最新论文。科学家们提出了基于开源RISC-V指令集的Flex-RV微处理器，采用铟镓锌氧化物薄膜晶体管（IGZO TFT）技术，在灵活的聚酰亚胺基底上实现超低成本的可弯曲设计。Flex-RV集成了可编程的机器学习硬件加速器，并扩展了RISC-V指令集以支持机器学习工作负载。研究结果表明，Flex-RV能够在60 kHz下运行，功耗低于6 mW，并在不同弯曲条件下保持稳定的性能，性能变化不超过4.3%。这一研究不仅突破了传统微处理器的成本和形态限制，还为智能感知的普及和未来的计算提供了新的解决方案，标志着非硅32位微处理器的新纪元的到来。值得注意的是，上半年，Pragmatic Semiconductor在达勒姆的Pragmatic Park开设了英国首家300mm半导体晶圆厂。https://mp.weixin.qq.com/s/04Ej56VhqXhkfA62kFQLnQ（1）实验首次实现了一种基于开源RISC-V指令集的32位微处理器Flex-RV，该微处理器采用铟镓锌氧化物（IGZO）薄膜晶体管制造，具有超低成本和可弯曲的特性。（2）实验通过在灵活的聚酰亚胺基底上集成可编程的机器学习硬件加速器，扩展了RISC-V指令集，以支持机器学习工作负载，展示了新的指令。结果表明，Flex-RV在60 kHz下运行时功耗低于6 mW，能够在平坦和紧密弯曲条件下执行程序，性能变化平均不超过4.3%。（3）此项研究证明了非硅基微处理器在可穿戴设备、医疗设备和智能包装等新兴应用中的潜力，为实现亚美元成本的计算机提供了新路径。图4：执行测试程序时，在柔性电路板flexible printed circuit board，FlexPCB上的Flex-RV芯片可弯曲折叠性测试。Flex-RV微处理器的开发展示了开放硬件在推动科技进步中的巨大潜力。作为一种基于RISC-V指令集的32位微处理器，Flex-RV结合了机器学习硬件加速器，突破了传统硅基微处理器的局限，显著降低了成本和功耗。其灵活性和可弯曲性使其适用于可穿戴设备、医疗器械和智能包装等新兴应用，体现了未来计算技术的多样性与适应性。通过利用铟镓锌氧化物薄膜晶体管，这一创新不仅降低了生产成本，也减少了碳足迹，为可持续发展贡献了一份力量。Flex-RV的成功还表明，开放式架构可以激发更广泛的合作与创新，促进教育、研究与工业界的紧密联系。未来，随着技术的不断演进，灵活且经济高效的微处理器将为量子计算、人工智能和边缘计算等前沿领域提供更多可能性，推动个性化医疗和网络安全等领域的发展。总之，Flex-RV的出现标志着一种新兴的计算机科学方向，激励我们在设计与应用中思考更具灵活性和可持续性的解决方案。Ozer, E., Kufel, J., Prakash, S. et al. Bendable non-silicon RISC-V microprocessor. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07976-y🌟 同步辐射，找华算 ！三代光源，全球机时，最快一周出结果，保质保量！👉全面开放项目：同步辐射硬线/软线/高能/液体/原位/SAXS/GIWAXS/PDF/XRD/数据拟合！🏅 500+博士团队护航，助力20000+研究在Nature&Science正刊及子刊、Angew、AFM、JACS等顶级期刊发表！
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