Производители надеются, что после насыщения рынка смартфонов новым источником прибыли для них станут носимые устройства вроде часов и фитнес-браслетов. Эти устройства должны быть относительно гибкими, но проблемой является использование твёрдых компонентов для них. Существуют гибкие экраны, но над остальными компонентами ещё предстоит поработать. Именно этим занимается компания ARM, применяя гибкий кремний.
Для начала необходимо использовать гибкую подложку вроде пластика или бумаги, на основе которой будет изготавливаться тонкий слой полупроводника. Многие полупроводники годятся, имея толщину всего в несколько атомов. Однако, большинство технологий не доросли до использования таких полупроводников для изготовления логических элементов. Приходится экспериментировать как с самими материалами, так и с их гибкостью.
Одним из вариантов является аморфный кремний. В современных процессорах кремний является кристаллическим с упорядоченным массивом атомов. Аморфный кремний отличается и является гибким. Он уже входит в состав солнечных панелей и жидкокристаллических экранов. Стоимость его производства невысокая, поскольку его можно преобразовать в транзисторы при помощи более дешевых методов, чем в случае с кристаллическим кремнием.
Слабыми сторонами аморфного кремния являются производительность, энергоэффективность и плотность микросхем. Однако, носимым устройствам особой производительности и не требуется.
ARM совместно с PragmatIC Semiconductor разработала версию процессора Cortex M0+ и назвала его PlasticArm. Это 32-разрядный процессор с возможностью выполнять упрощённое подмножество команд ARM. У него небольшой размер и низкое энергопотребление.
Даже среди гибких процессоров PlasticArm выделяется. Регистры для хранения данных обычно входят в состав процессоров для ускорения доступа к этим данным. В данном случае регистры располагаются в резервном разделе оперативной памяти, а объём оперативной памяти всего 128 байт.
Работающие на PlasticArm система и приложения хранятся в постоянной памяти объёмом 456 байт, также отдельной. Сейчас эта память доступна только для чтения, но в будущем разработчики надеются устранить этот недостаток.
Процессор, оперативная и постоянная память, соединения между ними сделаны из аморфного кремния и на основе гибкого полимера. Также имеются контакты для подключения внешних компонентов.
Максимальная тактовая частота этого процессора составляет 29 кГц, энергопотребление в таком случае равно 20 мВт. M0+ на стандартном кремнии расходует чуть более 10 мкВт для достижения частоты 1 МГц. Зато гибкий процессор имеет более 18000 отдельных вентилей. Это на порядок больше, чем у прежних гибких процессоров.
Дальше разработчики собираются уменьшать энергопотребление. Количество вентилей планируют увеличить до более чем 100000, а затем ближе к миллиону.
Таким образом, при развитии подобных процессоров помимо смартфона в кармане у людей появятся различные гаджеты на одежде и теле. Кого-то это может обрадовать, а кто-то увидит в этом очередное усиление контроля и слежки.
