身為歐洲最大的微電子、信息及通信研發(fā)中心的IMEC，是全球唯一專注于納米電子領(lǐng)域的非營利研究機(jī)構(gòu)，并與全球各地伙伴合作發(fā)展最新科技應(yīng)用技術(shù)。在日前的年度 IMEC 技術(shù)論壇 (IMEC Technology Forum)上，基于可預(yù)見的物聯(lián)網(wǎng)即將對世界帶來深遠(yuǎn)影響， ARM 技術(shù)總監(jiān)Mike Muller表示：“現(xiàn)行的芯片架構(gòu)確實(shí)有再微縮的必要。
Muller 在 IMEC 的演講中將 ARM 在1983年設(shè)計的微處理器與今天的產(chǎn)品進(jìn)行了比較，指出在系統(tǒng)硬件、操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件方面，都已經(jīng)有了長足進(jìn)展；對于2020年的微處理器架構(gòu)需求，他指出：“2020年的解決方案器將需要更多微型嵌入式傳感器，并通過云計算服務(wù)器一起構(gòu)建出嶄新的物聯(lián)網(wǎng)世界”
對于PC的發(fā)展歷程，Muller表示：“一開始，PC是許多技術(shù)愛好者熱衷的產(chǎn)品，接下來才成為普及的運(yùn)算平臺。然后，我們看到移動產(chǎn)品問世，而移動語音應(yīng)用也開始驅(qū)動該產(chǎn)業(yè)朝32位微控制器的方向過渡，這也帶來了更先進(jìn)的整潔架構(gòu)(clean architecture)。”
芯片微縮技術(shù)大幅提升了產(chǎn)品性能，但在平行運(yùn)算中，功率卻已成為當(dāng)前設(shè)計的最主要約束，特別是當(dāng)我們正在朝物物相連的移動世界前進(jìn)的時候。
Muller指出，操作在次閾值條件下，會犧牲性能并產(chǎn)生大量的功率增益，他接著將重點(diǎn)轉(zhuǎn)向近閾值計算(NTC)技術(shù)，指出由于供應(yīng)電壓往往會等于晶體管的閾值電壓，因此，與次閾值條件相比，NTC可節(jié)省更多功耗，而且無須犧牲性能。
為了盡可能降低功耗，Muller表示：“在節(jié)能領(lǐng)域中，所有工作都必須以耗費(fèi)最少能量為宗旨來進(jìn)行。最簡單的方法，就是快速運(yùn)作和快速停止。若要進(jìn)一步降低功耗、提高速度，那么功率閘控是最有效率的，但仍需要一個較慢的頻率來控制周期內(nèi)的泄漏。子頻率功率閘控能大幅減少慢頻率的漏電流，但你必須針對每一個新頻率周期上的邏輯重新計算。”
Muller接著提出了專門針對減少數(shù)字電路中漏電流的子頻率功率閘控技術(shù)。該技術(shù)能與電壓和頻率調(diào)節(jié)技術(shù)同時運(yùn)作，通過主動模式期間之頻率周期內(nèi)的功率閘控來達(dá)到降低功耗的目標(biāo)，而不像是傳統(tǒng)的功率閘控技術(shù)，是在閑置模式內(nèi)的頻率周來完成。ARM的65nm Cortex-M0已經(jīng)證實(shí)可提高25倍的節(jié)能效率。
到2020年，Muller表示，物聯(lián)網(wǎng)的連接設(shè)備數(shù)量將達(dá)到一千億個，這對移動通信產(chǎn)業(yè)的軟硬件價值鏈都將帶來直接影響。
今天的軟件仍然使用與1986年相同的編譯器技術(shù)，Muller說。“而軟件已經(jīng)逐漸轉(zhuǎn)移到新的框架和語言了，如Agile、HTML5、Ruby on Rails、JAVA、JavaScript、UML、Android等。我們已經(jīng)開發(fā)了編譯器，不過，我們也不知道接下來會發(fā)生什么事。我現(xiàn)在還沒有看到任何革命發(fā)生的跡象。因此，最終我們將不得不從硬件開始改革，而后再帶動軟件演進(jìn)。
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