Si vous avez suivi les statistiques sur l’Internet des objets (IoT), qui augmente de milliards d’appareils chaque année, les chiffres sont assez époustouflants. Mais la vérité est que les puces de silicium coûteuses maintiennent en fait cette croissance effrénée retour.
Mais maintenant, les chercheurs ont conçu un nouveau processeur de plastique, qui, selon eux, pourra être produit en série pour moins d’un centime. C’est vrai – les nouvelles puces Flexicore pourraient lancer un monde dans lequel tout – des bandages aux bananes – pourrait avoir une puce, selon un rapport de l’IEEE Spectrum.
Les conceptions de puces que nous utilisons actuellement – même pour les microcontrôleurs les plus basiques – sont trop complexes pour être produites en masse en plastique : vous ne verrez sûrement pas de processeur en plastique sur notre liste des meilleurs processeurs pour les jeux. C’est le principal problème auquel ces conceptions sont confrontées, selon des chercheurs de l’Université de l’Illinois Urbana-Champaign et le fabricant d’électronique flexible PragmatIC Semiconductor – que les conceptions de puces existantes sont trop complexes pour une production sur du plastique avec des rendements acceptables.
L’année dernière, Arm et PragmatIC ont annoncé le développement du prototype PlasticArm, qui implémentait la conception du processeur Arm M0 incorporant plus de 56 000 dispositifs à semi-conducteurs pour une micropuce flexible et bon marché. Cette dernière recherche suggère qu’une toute nouvelle approche architecturale était nécessaire pour obtenir des rendements utilisables et une puce inférieure à un centime.
Pour répondre aux particularités de la conception des puces en plastique, l’équipe de l’Université de l’Illinois a construit la nouvelle conception du processeur Flexicore à partir de zéro. Parce que les rendements chutent lorsque le nombre de portes du processeur augmente, ils ont décidé de faire une conception minimale qui réduisait le nombre de portes et utilisait une logique 4 bits et 8 bits au lieu d’alternatives 16 bits ou 32 bits. L’architecture de mémoire Flexicore et son jeu d’instructions ont été optimisés pour moins de composants et moins de complexité. Les chercheurs ont également conçu une logique qui réutilise des pièces (et donc, a moins de transistors). Enfin, le processeur a été conçu pour exécuter une instruction en un seul cycle d’horloge.
Pour la fabrication de puces, l’équipe de recherche a utilisé la technologie d’oxyde de zinc-indium-gallium-zinc (IGZO) semi-conducteur à couche mince flexible. Les lecteurs connaissent IZGO pour son utilisation dans la fabrication de panneaux de moniteur. Il s’agit d’une technologie fiable et établie et les films peuvent être fléchis en courbes d’un rayon de quelques millimètres sans effets néfastes.
Un exemple de processeur FlexiCore 4 bits mesure 5,6 mm carrés et contient 2 104 dispositifs à semi-conducteurs, similaires à un processeur Intel 4004 classique. Rappelez-vous – nous avons mentionné plus tôt le prototype PlasticArm utilisant l’architecture Arm M0 – le Flexicore utilise moins de 4% de dispositifs à semi-conducteurs. Les rendements de fabrication étaient supérieurs à 80 % et les chercheurs estiment qu’une puce Flexicore coûterait moins d’un centime à produire. Les rendements avec des conceptions 8 bits n’étaient pas assez bons pour franchir la barrière du centime à ce moment-là.
Il reste encore du travail à faire et les chercheurs ont déjà essayé d’optimiser la conception Flexicore pour différents processus et charges de travail cibles avec un certain succès. Il sera intéressant de lire comment les puces flexibles affectent les performances et la durabilité de ces choses.
Avec ce processeur plastique d’un prix inférieur à un centime et le passage de l’électronique flexible de niche à grand public, nous assistons peut-être à l’aube de vraiment électronique omniprésente. La recherche ci-dessus sera présentée au Symposium international sur l’architecture informatique plus tard ce mois-ci, nous devrions donc en savoir plus à ce sujet et sur d’autres plans de développement bientôt.