સિલિકોન પર બનેલા પરંપરાગત માઇક્રોપ્રોસેસરોએ તાજેતરના વર્ષોમાં ટ્રાન્ઝિસ્ટરના કદમાં ઘટાડો થવાને કારણે નોંધપાત્ર કામગીરી સુધારણાઓ જોયા છે – જો કે, આવી ચિપ્સને નિકાલજોગ અથવા લવચીક ઉત્પાદનોમાં એકીકૃત કરવા માટે ખર્ચ એક અવરોધ રહે છે.
આ ખર્ચ સામાન્ય રીતે ત્રણ મુખ્ય પરિબળો દ્વારા ચલાવવામાં આવે છે: ખર્ચાળ સિલિકોન ફેબ્રિકેશન પ્રક્રિયાઓ, x86 જેવા માલિકીના સૂચના સેટ માટે લાઇસન્સિંગ ફી અને ચિપ પેકેજિંગનો ખર્ચ. વધુમાં, સિલિકોનની અંતર્ગત બરડપણું તેને લવચીક અથવા પહેરી શકાય તેવા ઉપકરણોમાં ઉપયોગ માટે અયોગ્ય બનાવે છે.
વ્યવહારિક સેમિકન્ડક્ટર ફ્લેક્સ-આરવી દ્વારા આ મુદ્દાઓને સંબોધવામાં આવ્યા છે, જે લવચીક સબસ્ટ્રેટ પર બનેલ વિશ્વનું પ્રથમ 32-બીટ માઇક્રોપ્રોસેસર છે. ફ્લેક્સ-આરવી માત્ર મેટલ-ઓક્સાઇડ સેમિકન્ડક્ટર ઇન્ડિયમ ગેલિયમ ઝીંક ઓક્સાઇડ (IGZO) પર આધારિત તેના લવચીક સ્વરૂપ માટે જ નોંધપાત્ર નથી. પણ તેની એમ્બેડેડ મશીન લર્નિંગ ક્ષમતાઓ માટે. ક્યુમકોમ અને હાર્વર્ડ યુનિવર્સિટીના સહયોગથી વિકસિત, તે બિન-સિલિકોન માઇક્રોપ્રોસેસર્સમાં એક મુખ્ય પગલું છે અને શારીરિક રીતે વાંકા હોય ત્યારે કામ કરી શકે છે.
ઉદ્યોગોનું પરિવર્તન
પ્રાગ્મેટિક ખાતે પ્રોસેસર ડેવલપમેન્ટના વરિષ્ઠ નિયામક અને મુખ્ય સંશોધક એમરે ઓઝરે નોંધ્યું હતું કે, “આ લવચીક સેમિકન્ડક્ટર ટેક્નોલોજીમાં આગળનું એક આકર્ષક પગલું છે. સબ-ડોલર કમ્પ્યુટનો દરવાજો ખોલતી વખતે ઉભરતી એપ્લિકેશનો.”
ઓઝરે હાઇલાઇટ કર્યું કે કેવી રીતે ખર્ચ અને ફોર્મ ફેક્ટરે પ્રમાણમાં ઓછી કોમ્પ્યુટેશનલ માંગણીઓ હોવા છતાં સ્માર્ટ લેબલ્સ, વેરેબલ્સ અને હેલ્થકેર જેવી ઉભરતી એપ્લિકેશન્સમાં માઇક્રોપ્રોસેસરના ઉપયોગને લાંબા સમયથી પ્રતિબંધિત કર્યો છે.
ફ્લેક્સ-આરવી, તેના 17.5-સ્ક્વેર-મિલિમીટર કોર અને આશરે 12,600 લોજિક ગેટ સાથે, બે મુખ્ય તકનીકોનો ઉપયોગ કરે છે: ઓપન-સોર્સ RISC-V સૂચના સેટ અને IGZO TFTs.
RISC-V આર્કિટેક્ચર, ઓપન-સોર્સ હોવાને કારણે, ચોક્કસ એપ્લિકેશન જરૂરિયાતો માટે કસ્ટમાઇઝેશનની મંજૂરી આપતી વખતે, માલિકીના ISA સાથે સંકળાયેલા ખર્ચને દૂર કરે છે. બીજી બાજુ, IGZO TFTs, પરંપરાગત સિલિકોન ફેબ્સની તુલનામાં લવચીક સબસ્ટ્રેટ પર માઇક્રોપ્રોસેસર ફેબ્રિકેશનને સક્ષમ કરે છે, ઉત્પાદન ખર્ચ ઘટાડે છે અને પર્યાવરણીય અસર કરે છે. ચિપ્સ પણ વધુ ટકાઉ હોય છે, કારણ કે તેમને સિલિકોન ચિપ્સ કરતા સખત રક્ષણાત્મક પેકેજિંગની જરૂર હોતી નથી.
વ્યાવહારિક કહે છે કે ફ્લેક્સ-આરવી વ્યાપક પરીક્ષણમાંથી પસાર થયું છે અને 60 kHz સુધીની ઘડિયાળની ઝડપે અને 6mW ની નીચે પાવર વપરાશ પર વિશ્વસનીય રીતે કાર્ય કરી શકે છે, પછી ભલે તે 5mm ની વક્રતા તરફ વળે. ટેક્નોલોજી સંભવિતપણે કમ્પ્યુટિંગ પાવરને લવચીક, નિકાલજોગ અને પહેરી શકાય તેવા ઉપકરણોમાં સંકલિત કરવા, આરોગ્યસંભાળ અને ઉપભોક્તા ચીજવસ્તુઓ જેવા ઉદ્યોગોને પરિવર્તિત કરવા માટે નવી શક્યતાઓ ખોલે છે.
પ્રાગ્મેટિક સેમિકન્ડક્ટરનો નવીનતમ સંશોધન લેખ નેચરમાં પ્રકાશિત થયો છે.
બેન્ડેબલ નોન-સિલિકોન RISC-V માઇક્રોપ્રોસેસર – વ્યવહારિક સેમિકન્ડક્ટર, ક્યુમકોમ, હાર્વર્ડ – YouTube