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I chip riprogrammabili potrebbero consentire aggiornamenti istantanei dei gadget
L'obsolescenza è la maledizione dell'elettronica: non appena hai acquistato un gadget, il suo hardware è obsoleto. Un nuovo tipo di microchip a basso costo in grado di riorganizzare il suo design al volo potrebbe cambiare le cose. Le porte logiche sul chip possono essere riconfigurate per implementare un design migliorato non appena disponibile, l'equivalente hardware degli aggiornamenti software spesso inviati a gadget come i telefoni.
Riprogrammabile: Questo chip può essere riconfigurato per implementare nuovi progetti, consentendo così l'aggiornamento dell'hardware del dispositivo.
I nuovi chip, realizzati da una startup chiamata Tavolo —sono un concorrente più economico e più potente di un tipo esistente di chip riprogrammabile noto come FPGA (Field Programmable Gate Array). Gli FPGA a volte vengono spediti in dispositivi finiti quando è più economico che costruire un nuovo chip da zero, di solito cose che sono costose e vendono in volumi ridotti come gli scanner CT. Più comunemente, gli FPGA forniscono semplicemente un modo per prototipare un progetto prima di realizzare un microchip fisso convenzionale.
Se i chip programmabili fossero più potenti e meno costosi, potrebbero essere utilizzati in più dispositivi, in modi più creativi, afferma Steve Teig, fondatore e chief technology officer di Tabula. Il design riprogrammabile della sua azienda è considerevolmente più piccolo di quello di un FPGA. Gli FPGA sono molto costosi perché sono grandi pezzi di silicio, afferma Teig, e il silicio [wafer] costa circa 1 miliardo di dollari per acro. Anche il tempo necessario ai segnali per attraversare la superficie relativamente ampia di un FPGA ne limita le prestazioni, afferma.
È come essere all'interno di un edificio molto grande a un piano: i chilometri di corridoi ti rallentano, dice. Come in un edificio, l'impilamento degli strati del circuito uno sopra l'altro aiuta, fornendo una scorciatoia tra i piani, afferma Teig. Ma sfortunatamente, la tecnologia necessaria per costruire chip 3D impilati è ancora limitata ai laboratori di ricerca. Invece Teig ha trovato un modo per far sì che una chip con un solo livello si comportasse come se fosse composta da otto chip diversi impilati.
Immagina di essere entrato nell'ascensore in un edificio e poi di essere uscito, e che io abbia risistemato rapidamente i mobili mentre eri lì, dice Teig. Non avresti modo di dire che non eri su un piano diverso. I chip di Tabula eseguono lo stesso trucco sui dati che elaborano, alternando fino a otto diversi layout fino a 1,6 miliardi di volte al secondo (1,6 Gigahertz). I segnali sul chip incontrano a loro volta questi diversi design, come se salissero di livello su un chip completamente diverso. Dal suo comportamento, il nostro [design] è indistinguibile da una pila di chip, afferma Teig, che chiama pieghe degli strati di chip virtuali.
Ciò porta vantaggi in termini di velocità, perché i segnali non devono percorrere molto tempo attraverso la superficie di un chip per raggiungere una nuova parte del circuito, come fanno su un FPGA. Quando il chip carica una nuova piega, appare un nuovo circuito al posto del vecchio. Teig stima che l'ingombro di un chip Tabula sia meno di un terzo di un FPGA equivalente, il che lo rende cinque volte più economico da realizzare, fornendo più del doppio della densità della logica e circa quattro volte le prestazioni.
Come con gli FPGA, i chip di Tabula contengono array di molti blocchi di base identici che possono essere programmati per implementare qualsiasi funzione logica. Un archivio di memoria sul chip gestisce le diverse configurazioni attraversate dal chip.
L'approccio di Teig ha senso, dice Andre DeHon , che ricerca hardware riconfigurabile presso l'Università della Pennsylvania e ha sperimentato personalmente progetti simili. La maggior parte dell'area su un chip FPGA è costituita dal cablaggio necessario per collegare gli elementi che svolgono il lavoro, afferma. Questo nuovo tipo di design può essere eseguito più velocemente ed evita che le parti stiano semplicemente lì mentre i segnali percorrono lunghi percorsi.
Tabula potrebbe spingere il silicio riconfigurabile a sostituire i chip di progettazione fissi convenzionali in più luoghi, afferma DeHon. Realizzare un chip personalizzato richiede una garanzia di alcuni milioni di unità, afferma DeHon, e quindi un costo iniziale di diversi milioni di dollari. Si tratta di spostare il punto di crossover tra il costo di questo e il costo della tecnologia riconfigurabile.
Rendere più economico l'approccio riconfigurabile potrebbe consentire anche all'elettronica di consumo di essere fornita con chip programmabili, rendendo possibile l'aggiornamento con nuove modifiche al design. Questo approccio è attualmente utilizzato solo in alcune apparecchiature costose come le stazioni base dei telefoni cellulari. Sony potrebbe dire 'guarda cosa ha fatto il nostro concorrente Toshiba' e aggiornare i chip all'interno dei propri televisori per fornire nuove funzionalità, afferma Teig. Arrivare a fotocamere digitali o televisori è sicuramente a portata di mano.
Tuttavia, Rich Wawzyrniak, che tiene traccia degli FPGA e della tecnologia correlata per la società di analisi Semico ricerca , sottolinea che ci sono limiti a questo approccio. Il consumo energetico di questi dispositivi è relativamente alto e probabilmente troppo per un dispositivo come un telefono, dice.
Ma alla fine, dice DeHon, i chip riconfigurabili dovrebbero trasformare il loro design ancora più spesso, spostando il loro funzionamento in modo che corrisponda al compito in mano in una miscela di software e hardware. Queste cose sono davvero piattaforme che possono eseguire qualsiasi calcolo. La grande visione è quella di trovare un modo per mappare il codice di un programma sul chip quando viene eseguito.