曲がる（Bendy）RISC-Vプロセッサ

• 「鉛筆に巻き付けたまま機械学習処理を実行する6mWのオープンソース・プラスチックチップ」

柔軟なRISC-Vプロセッサ

• 英国のPragmatic Semiconductorと研究チームは、シリコンではない柔軟でプログラム可能なチップを初めて開発
• この超低消費電力の32ビットマイクロプロセッサは、曲がった状態でも動作でき、機械学習ワークロードを実行可能
• オープンソースのRISC-Vアーキテクチャを使用し、1ドル未満の価格で製造可能
• ウェアラブルなヘルスケア電子機器、スマートパッケージラベルなどの低価格製品に電力を供給できると期待される

柔軟な電子機器の可能性

• 柔軟な電子機器は、皮膚や体内に装着・挿入するなど、柔らかい素材との相互作用が必要なあらゆる分野で活用可能
• スキンコンピュータ、ソフトロボティクス、ブレイン・マシン・インターフェースなどに応用できる
• しかし既存の電子機器は、シリコンのような硬い材料で作られている

オープンソース、柔軟性、十分な速度

• Pragmaticは、シリコンプロセッサよりはるかに製造コストが低い柔軟なマイクロチップの開発を進めている
• Flex-RVという新しいデバイスは、インジウム・ガリウム・亜鉛酸化物（indium gallium zinc oxide, IGZO）をベースにした32ビットマイクロプロセッサ
• 柔軟なプラスチック上に低温で直接IGZO薄膜トランジスタを製造し、コストを削減
• RISC-V命令セットをベースとしており、オープンソースであるため、x86やArmのような独占的アーキテクチャの高価なライセンス費用を回避できる
• Flex-RVはプログラム可能で、Cのような高級言語で書かれたコンパイル済みプログラムを実行できる
• RISC-Vのオープンソースという特性により、プログラム可能な機械学習ハードウェアアクセラレータを搭載し、AIアプリケーションが可能
• Flex-RVマイクロプロセッサコアのサイズは17.5平方ミリメートルで、約12,600個の論理ゲートで構成される
• 60kHzで動作し、消費電力は6ミリワット未満
• 半径3ミリメートルの曲率まで曲げても、プログラムを正しく実行する
• 曲げる向き、方向、角度に応じて、性能は4.3%低下する場合もあれば2.3%向上する場合もある

低コストと十分な性能

• シリコンマイクロチップはFlex-RVよりはるかに高速なGHz帯で動作できるが、問題にはならない見込み
• 温度、圧力、におい、湿度、pHなど多くのセンサーは、一般に非常に遅いHzまたはkHz帯で動作する
• これらのセンサーは、スマートパッケージング、ラベル、ウェアラブルなヘルスケア電子機器など、柔軟なマイクロプロセッサが有用と見込まれる新興分野で使われる
• マイクロプロセッサを60kHzで動作させるだけでも、こうしたアプリケーションの要件を十分に満たせる
• Flex-RVは1ドル未満のコストで製造できると推定される
• これはPragmaticの低コストな柔軟チップ製造技術と、ライセンス不要のRISC-V技術によるもの
• 研究チームは研究結果をNature誌オンライン版の9月25日号で発表

GN⁺の見解

• 柔軟な電子機器は、ウェアラブル、ヘルスケア、IoTなどさまざまな分野で革新をもたらす大きな可能性を持つ
• 特に人体に装着・挿入する機器では、硬いシリコンチップの限界を克服し、ユーザーの利便性を大きく高められると期待される
• ただし、まだ商用化段階ではなく、性能や耐久性の面でシリコンチップに及ばないのが現実。用途に合った適切な活用方法を探る必要がある
• RISC-Vアーキテクチャを採用した点は非常に前向き。オープンソースハードウェアのエコシステム活性化に貢献でき、さまざまなカスタマイズも可能になる
• 低価格の柔軟チップが商用化されれば、使い捨て電子機器市場は大きく成長しそうだ。環境問題などの副作用もあわせて考慮する必要がある