Arms billiger und flexibler Plastik-Mikrochip könnte ein „Internet von allem“ schaffen

Wenn Sie der Meinung sind, dass Mikrochips heute allgegenwärtig sind, von Waschmaschinen bis hin zu Laternenpfählen, warten Sie einfach, bis Schaltkreise zum Preis von Cents auf Plastik, Papier und Stoff gedruckt werden können. Das verspricht Chipdesigner Arm, der diese Woche einen neuen Prototyp eines kunststoffbasierten Mikrochips namens PlasticARM enthüllt.

Dies ist nicht der erste flexible Chip, den wir gesehen haben, aber er ist der komplexeste. PlasticARM enthält eine 32-Bit-Cortex-M0-CPU (den günstigsten und einfachsten Prozessorkern in der Cortex-M-Familie von Arm) sowie 456 Byte ROM und 128 Byte RAM. Er besteht aus über 18.000 Logikgattern, was laut Arm mindestens 12-mal mehr ist als der vorherige Chip auf Kunststoffbasis.

Der Chip wurde in Abstimmung mit dem Hersteller flexibler Elektronik PragmatIC entwickelt, und wie die Designer des Unternehmens in einem in Nature veröffentlichten Papier erklären, hat er noch nicht die gleiche Funktionalität wie siliziumbasierte Designs. Zum Beispiel kann es nur ein Trio von Testprogrammen ausführen, die während der Herstellung fest in seinen Schaltkreisen verdrahtet sind, obwohl die Forscher von Arm sagen, dass sie an zukünftigen Versionen arbeiten, die es ermöglichen, neuen Code zu installieren.

Der PlasticARM-Chip von Arm ist nicht der schnellste oder effizienteste, aber der flexibelste. Bild: Arm

Was PlasticARM und ähnliche Chips so besonders macht, ist die Verwendung flexibler Komponenten; in diesem Fall Metalloxid-Dünnschichttransistoren oder TFTs. Diese können auf Oberflächen gedruckt werden, die sich biegen und biegen, ohne sich zu verschlechtern, anders als Prozessoren, die auf spröden Siliziumsubstraten basieren. Dies ermöglicht es, Prozessoren kostengünstig auf Materialien wie Kunststoff und Papier zu drucken.

Wie die Forscher von Arm in ihrem Papier erklären, würde dies es ermöglichen, Mikrochips für alle möglichen Zwecke einzusetzen, die heute verschwenderisch erscheinen. Sie können beispielsweise Chips in jede Milchflasche drucken lassen, die Verderb erkennen und die Verwendung von Mindesthaltbarkeitsdaten ersetzen. Arm sagt, dass dies ein neues „Internet von allem“ schaffen wird, mit Chips, die in den nächsten zehn Jahren in „mehr als eine Billion leblose Objekte“ integriert werden.

Kunststoffbasierte Chips haben große Nachteile, jedoch und wird Silizium-Prozessoren sicherlich kurzfristig nicht ersetzen. Sie sind in Bezug auf Energieverbrauch, Dichte und Leistung einfach zu ineffizient. PlasticARM verbraucht beispielsweise 21 Milliwatt Strom, aber 99 Prozent davon werden im Wesentlichen verschwendet, wobei nur 1 Prozent für die Berechnung erfasst wird. Auch der Chip ist mit einer Fläche von 59,2 Quadratmillimetern vergleichsweise groß. Wie von AnandTech festgestellt, ist dies etwa 1.500 Mal so groß wie ein siliziumbasierter Cortex M0-Prozessor.

Als Arm-Forschungsingenieur James Myers gegenüber New Scientist sagte: „Es wird nicht schnell sein, es wird nicht energieeffizient sein, aber wenn ich es auf einen Salat lege Haltbarkeit zu verfolgen, das ist die Idee.“