文章摘要
【关 键 词】 超低功耗、非硅材料、RISC-V、智能包装、可穿戴医疗
英国Pragmatic Semiconductor公司及其合作伙伴研发了一种新型的超低功耗32位微处理器，名为Flex-RV。这款微处理器采用非硅材料制成，具备柔性，能在弯曲状态下运行，并且能够处理机器学习工作负载。Flex-RV基于开源的RISC-V架构，成本低廉，有望为可穿戴医疗电子产品、智能包装标签等低成本设备提供动力。
Flex-RV微处理器的开发旨在降低制造成本，避免使用硅处理器的高成本。它使用的是基于金属氧化物半导体氧化铟镓锌（IGZO）的32位微处理器，可以在柔性塑料上直接制造，从而减少了成本。与需要特殊封装以保护其免受机械应力影响的硅制柔性设备不同，IGZO制成的柔性薄膜晶体管可以直接在柔性材料上制造。
该微处理器基于RISC-V指令集，这是一个旨在通过简化处理器核心指令集来实现更小、更低功耗、更高性能处理器的架构。RISC-V的开源和免费特性，让芯片设计者能够避免昂贵的许可费用，并且鼓励对架构进行定制和扩展。
Flex-RV微处理器的测试显示，其运行速度可达60千赫兹，功耗不到6毫瓦。即使在弯曲至3毫米曲率半径的情况下，它也能正确执行程序。性能变化在4.3%的减速到2.3%的加速之间，这表明其在机械应力下仍能保持功能。
尽管硅微芯片的运行速度可以达到千兆赫兹，远高于Flex-RV，但对于许多应用来说，60 kHz的运行速度已经足够。例如，智能包装、标签和可穿戴医疗电子产品等应用中的传感器通常以赫兹或千赫兹的频率运行。
研发团队认为，Flex-RV微处理器的制造成本可能不到一美元，这得益于Pragmatic的低成本柔性芯片制造技术和免许可的RISC-V技术。这款微处理器的推出预示着开放标准非硅32位微处理器时代的来临，将促进计算的普及，并在可穿戴设备、医疗保健设备和智能包装等新兴应用中发挥作用。
文章还讨论了硅晶圆厂的高资本成本、CPU指令集的许可费用以及芯片封装成本对于降低微处理器成本的挑战。而RISC-V ISA和IGZO TFT技术的应用，使得低于1美元的微处理器成为可能，同时保持了性能和灵活性。
Flex-RV的系统架构基于开源Serv RISC-V CPU，设计为一个简单的片上系统（SoC），包括Serv CPU和附加外设。它还包括一个可编程的机器学习加速器，通过扩展RISC-V指令集来支持ML应用。Flex-RV的实现和测试证明了其在功能、性能和可弯曲性方面的优势，为未来智能、普适计算的发展奠定了基础。
原文和模型
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【原文作者】 半导体行业观察
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