Omprogrammerbare chips kunne aktivere øjeblikkelige gadget-opgraderinger

Forældelse er elektronikkens forbandelse: Så snart du har købt en gadget, er dens hardware forældet. En ny, billig type mikrochip, der kan omarrangere sit design med det samme, kan ændre det. De logiske porte på chippen kan omkonfigureres til at implementere et forbedret design, så snart det bliver tilgængeligt - hardwareækvivalenten til softwareopgraderinger, der ofte skubbes ud til gadgets som telefoner.

Omprogrammerbar: Denne chip kan omkonfigureres til at implementere nye designs, hvilket gør det muligt at opgradere enhedens hardware.

De nye chips - lavet af en startup kaldet Bord -er en billigere, mere kraftfuld konkurrent til en eksisterende type omprogrammerbar chip kendt som et feltprogrammerbart gatearray (FPGA). FPGA'er sendes nogle gange i færdige enheder, når det er billigere end at bygge en ny chip fra bunden - normalt ting, der er dyre og sælges i små mængder, såsom CT-scannere. Mere almindeligt giver FPGA'er simpelthen en måde at prototype et design på, før de laver en konventionel fast mikrochip.

Hvis programmerbare chips var mere kraftfulde og billigere, kunne de bruges i flere enheder, på mere kreative måder, siger Steve Teig, grundlægger og teknologichef i Tabula. Hans firmas omprogrammerbare design er betydeligt mindre end en FPGA. FPGA'er er meget dyre, fordi de er store stykker silicium, siger Teig, og silicium [wafer] koster omkring $ 1 milliard en acre. Den tid, det tager for signaler at krydse den relativt store overflade af en FPGA, begrænser også dens ydeevne, siger han.

Det er som at være inde i en meget stor en-etages bygning - de kilometervis af korridorer bremser dig, siger han. Som med en bygning hjælper det at stable lag af kredsløb oven på hinanden ved at give en genvej mellem etagerne, siger Teig. Men desværre er den nødvendige teknologi til at bygge stablede 3D-chips stadig begrænset til forskningslaboratorier. I stedet fandt Teig en måde at få en chip med kun ét niveau til at opføre sig, som om den var otte forskellige stablet op.

Forestil dig, at du gik ind i elevatoren i en bygning og så gik ud igen, og at jeg hurtigt omorganiserede møblerne, mens du var derinde, siger Teig. Du ville ikke have nogen måde at fortælle, at du ikke var på en anden etage. Tabulas chips udfører det samme trick på de data, de behandler, og cykler mellem op til otte forskellige layouts med op til 1,6 milliarder gange i sekundet (1,6 Gigahertz). Signaler på chippen støder på de forskellige designs på skift, som om de hoppede et niveau op på en helt anden chip. Ud fra dens opførsel kan vores [design] ikke skelnes fra en stak chips, siger Teig, der kalder de virtuelle chiplag for fold.

Det giver hastighedsfordele, fordi signaler ikke behøver at rejse langt hen over overfladen af ​​en chip for at nå en ny del af kredsløbet, som de gør på en FPGA. Når chippen indlæser en ny fold, dukker nyt kredsløb op i stedet for det gamle. Teig vurderer, at en Tabula-chips fodaftryk er mindre end en tredjedel af en tilsvarende FPGA, hvilket gør den fem gange billigere at lave, samtidig med at den giver mere end dobbelt tæthed af logik og cirka fire gange så god ydeevne.

Som med FPGA'er indeholder Tabulas chips arrays af mange identiske grundlæggende byggeklodser, der kan programmeres til at implementere enhver logisk funktion. Et hukommelseslager på chippen styrer de forskellige konfigurationer, som chippen cykler igennem.

Teigs tilgang giver mening, siger Andre DeHon , der forsker i rekonfigurerbar hardware ved University of Pennsylvania og selv har eksperimenteret med lignende designs. Det meste af området på en FPGA-chip består af de ledninger, der er nødvendige for at forbinde de elementer, der gør arbejdet, siger han. Denne nye type design kan køre hurtigere og undgår, at dele bare sidder der, mens signaler løber ned ad lange stier.

Tabula kunne skubbe rekonfigurerbart silicium for at fortrænge konventionelle, faste designchips flere steder, siger DeHon. At lave en brugerdefineret chip kræver en garanti på et par millioner enheder, siger DeHon, og dermed en forhåndspris på flere millioner dollars. Det er et spørgsmål om at flytte overgangspunktet mellem omkostningerne ved det og omkostningerne ved rekonfigurerbar teknologi.

Ved at gøre den rekonfigurerbare tilgang billigere kan selv forbrugerelektronik sendes med programmerbare chips, hvilket gør det muligt for dem at blive opgraderet med nye designjusteringer. Denne tilgang bruges i øjeblikket kun i noget dyrt udstyr, såsom mobiltelefonbasestationer. Sony kunne sige, 'se på, hvad vores konkurrent Toshiba gjorde' og opgradere chipsene inde i deres tv'er for at give nye funktioner, siger Teig. Det er helt sikkert inden for rækkevidde at komme til digitale kameraer eller tv.

Men Rich Wawzyrniak, der sporer FPGA'er og relateret teknologi for analytikerfirmaet Semico Research , påpeger, at der er begrænsninger for denne tilgang. Strømforbruget, hvis disse enheder er relativt højt, og sandsynligvis for meget for en enhed som en telefon, siger han.

Men i sidste ende, siger DeHon, skulle rekonfigurerbare chips ændre deres design endnu oftere og ændre deres funktion, så de matcher opgaven i hånden i en blanding af software og hardware. Disse ting er virkelig platforme, der kan køre enhver beregning. Den store vision er, at vi finder på en måde, hvorpå et programs kode kan kortlægges til chippen, når den kører.

skjule