PULPino: úsporný procesor pro internet věcí, který je open source

  • Vědci vytvořili miniaturní open source procesor
  • Hlavní zaměření jsou nositelnosti a internet věcí
  • Bude open source hardware konkurovat současným výrobcům?

Zatímco co open source software slaví v mnoha podobách úspěch po celém světě a pracují na něm inženýři i z různých komerčních společností, v případě open source hardwaru jsme teprve na začátku.

Často jde totiž o různé designy (Arduino, Open Compute Project, RepRap Project a další) a hardwarová řešení, ale ve vývoji jsou například open source instrukční sady jako OpenRISC, RISC-V, části architektury (OpenCores) a podobně.

Vědci z Boloňské a technické univerzity v Curychu společně pracují na vývoji miniaturního velmi úsporného procesoru PULPino, který vychází z většího čtyřjádrového modelu PULP (Parallel Ultra-Low-Power Platform).

PULPino s open source instrukční sadou RISC-V

Jednojádrový procesor PULPino je určen pro kombinaci s baterií do těch nejmenších zařízení a tomu odpovídá i jeho architektura. Čip používá 32bitovou instrukční sadu RISC-V, která je open source a vyvíjí se od roku 2010 díky snaze inženýrů z univerzity v Berkeley. Jako jednodušší varianta čipu PULP má pouze jedno jádro s označením RISCY (čtyřstupňová architektura in-order, podobně jako u starších Atomů od Intelu).

Klepněte pro větší obrázek
Detail procesoru Imperio (PULPino) vyrobeného pomocí 65nm technologie

V současné verzi byly první vzorky čipů s označením Imperio vyrobeny v lednu tohoto roku pomocí 65nm technologie v továrnách UMC. Frekvence čipů je 650 MHz, ale při nižších 400 MHz a napětí 1,2 V se chlubí spotřebou pouze 32,8 mW.

Klepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázek
Architektura PULPino

Tvůrci čip porovnávají s ARM Cortex M4 a jak je vidět v tabulce, chlubí se poměrně efektivním poměrem dynamické spotřeby, která činí 17,5 mikrowattů na jeden MHz. Také plocha čipu je poměrně malá – 0,050 mm2.

Klepněte pro větší obrázek
Porovnání s ARM Cortex M4

Čip a jeho návrh používá licenci Solderpad Hardware License postavenou na Apache 2.0, takže si s ním můžete doslova dělat co chcete bez nějakých omezení, která často u open source hardwaru jsou. Zdrojový kód je k dispozici na Githubu.

Pro jednoduché hodinky i internet věcí

Vzhledem k jednoduchosti architektury nelze předpokládat možnost použití v náročnějších elektronických zařízení. S nástupem internetu věcí se ale otevírá zcela nová a určitě obrovská oblast, kde přesně takové miniaturní a úsporné čipy využít.

Klepněte pro větší obrázek

To se týká třeba i chytrých hodinek - i když takový čip nebude stačit na běh komplexních chytrých hodinek, ty jednodušší určené například pouze pro sběr dat ze senzorů a jednoduché zobrazení dat, by měly být pomocí PULPina realizovatelné.

Nová éra open source i v hardwaru?

Bude rozhodně velmi zajímavé sledovat, zda se open source hardwaru i na úrovni designu čipů, instrukčních sad a designů podaří nakonec postupně dostat na úroveň, jako tomu je u open source softwaru a aplikací.

V rámci softwaru byl rozvoj v tomto směru mnohem jednodušší, protože jediné co bylo potřeba byl počítač a nadšený programátor, který se pustil do programování. Dnes už tvoří software s otevřeným zdrojovým kódem týmy po celém světě i obří firmy jako třeba Red Hat, které pak vydělávají především na implementaci, podpoře, servisu a podobně, nikoli na samotném softwaru. Systémy jsou navíc už tak komplexní, že na jejich dalším vývoji musí spolupracovat i více firem dohromady.

Možná se podobného směru dočkáme i v oblasti hardwaru. Výroba pomocí starších technologií je čím dál levnější a vývojové nástroje jsou rovněž dostupnější. Může se tak klidně stát, že podobně jako u Linuxu, se dočkáme konkurenčních procesorů, které nakonec budou konkurovat současným komerčním modelům. A nakonec je předeženou v mnoha specializovaných oblastech.

Témata článku: Hardware, Mobility, Open source, IoT, Procesory, Arduino, Co je hardware a software, Co je software, Software co to je

8 komentářů

Nejnovější komentáře

  • dolph1888 10. 4. 2016 11:41:38
    Mikro Watt? Tak, když už šťourat tak pořádně. > µW A, mám pocit, že ono...
  • ehlo 9. 4. 2016 17:54:25
    Ech, klasický pan Javůrek: "Často jde totiž o různé designy (Arduino,...
Určitě si přečtěte

Operační systém běžným počítačům nedal Bill Gates, ale Gary Kildall

Operační systém běžným počítačům nedal Bill Gates, ale Gary Kildall

** Gary Kildall pochopil, že levné výpočetní čipy mohou posloužit jako univerzální počítače pro všechny ** Připravil pro ně proto první operační systém ** Později mu systém vyfoukl Microsoft a nazval ho MS DOS

23.  4.  2017 | Pavel Tronner | 52

Umělá inteligence je sice v plenkách, už teď ale přestáváme rozumět, jak vlastně funguje. To je problém

Umělá inteligence je sice v plenkách, už teď ale přestáváme rozumět, jak vlastně funguje. To je problém

** Už je to tady, lidé přestávají chápat počítače ** Systémy neuronových sítí začínají pracovat tak, že ani jejich tvůrci přesně neví, co se uvnitř děje ** Do budoucna to může být závažný problém

24.  4.  2017 | Jakub Čížek | 112

Před 35 lety měl premiéru legendární počítač ZX Spectrum. Připomeňte si „Gumáka“

Před 35 lety měl premiéru legendární počítač ZX Spectrum. Připomeňte si „Gumáka“

** Slavný osmibitový počítač Sinclair ZX Spectrum byl uveden právě před 35 lety ** Připomeňte si tento průkopnický počítač v tematických článcích ** Podívejte se, jak funguje dnes

23.  4.  2017 | Pavel Tronner | 13

Správný počítač má alespoň dva monitory. Anebo je to jinak?

Správný počítač má alespoň dva monitory. Anebo je to jinak?

** David si nedokáže představit práci bez dvou a více monitorů ** Kubovi naopak stačí jeden a ve více displejích se ztrácí ** Jaký přístup je lepší?

23.  4.  2017 | Jakub Čížek | 59

Český Google Překladač začal používat umělou inteligenci. Konec „drahoušků zákazníků“

Český Google Překladač začal používat umělou inteligenci. Konec „drahoušků zákazníků“

** Google ve svém překladači roky používal statistickou technologii ** Nyní zavádí strojové učení a neuronové sítě ** Rozdíl by měl být zvláště na větších textech patrný už nyní

20.  4.  2017 | Jakub Čížek | 31

Brno otevřelo největší českou dílnu pro bastlíře. Kladívka, vrtačky, 3D tiskárny, laserové řezačky. Je tu vše

Brno otevřelo největší českou dílnu pro bastlíře. Kladívka, vrtačky, 3D tiskárny, laserové řezačky. Je tu vše

** Máte nápad, ale chybí vám stroje a pořádná dílna? ** Chcete postavit ptačí budku, nebo krabičku pro Arduino? ** Brno otevřelo svůj FabLab – laboratoř pro bastlíře

19.  4.  2017 | Jakub Čížek | 31


Aktuální číslo časopisu Computer

První test AMD Ryzen

Velké testy: 22 powerbank a 8 bezdrátových setů

Radíme s koupí Wi-Fi routeru

Co dokáží inteligentní domy?