Suomesta tulee maailman virtapihein ARM-prosessori

VTT:stä spinnannut Minima Processor on parin vuoden ajan kehittänyt omaa prosessoritekniikkaansa, jossa ohjainta yritetään ajaa mahdollisimman alhaisella käyttöjännitteellä. Eilen yhtiö lanseerasi virallisesti tekniikkansa kaupallisille markkinoille.

Mimiman ohjainpiirissä kyetään skaalaamaan dynaamisesti sekä prosessorin käyttöjännitettä että kellotaajuutta. Kun jännitteen laskee nykyisten IoT- tai puettavien laitteiden prosessorien tyypillisestä 1,2 voltista 0,3-0,4 volttiin, prosessorin kuluttama energia pienenee viidestoistaosaan.

Tähän asti ongelma on noin 90 nanometrin piireihin asti ollut se, että samalla prosessorin suorituskyky on pudonnut yhteen sadasosaan. Tämän päivän ultravähävirtaisilla prosesseilla – erityisesti IoT-laitteissa suosituissa 55 ja 40 nanometrin prosesseissa - suorituskyky riittää alhaisella energiankulutuksella hyvin moneen sovellukseen. Miniman mukaan tällaisia ovat esimerkiksi vähävirtainen Bluetooth eli BLE, Amazonin älykkään Alexa-avustimen ääniaktivointi ja vaikkapa IoT-laitteen datan salaaminen.

Miniman tekniikka nousee arvoonsa erityisesti sellaisissa sovelluksissa, oissa tarvitaan jonkintasoista jatkuvaa laskentaa. Joku Bluetooth-majakka, joka lähettää dataa silloin tällöin, tulee hyvin toimeen nykyisillä, perinteisillä mikro-ohjainratkaisuilla.

Tällaisia lähellä alhaisinta energiapistettä toimivia Near threshold voltage -siruja on ollut vaikea valmistaa, koska piirien saanto on vaihdellut paljon. Ei käytännössä ole tiedetty, millainen suorituskyky milläkin prosessilla ja jännitteellä saadaan aikaiseksi. Nyt nämä ongelmat on saatu ratkaistua, sillä Miniman ohjelmisto tarkkailee prosessorin jännitettä ajonaikaisesti ja osaa skaalata sitä dynaamisesti niin, että suorituskyky ja tehonkulutus säilyvät optimaalisina.

Minima työstää nyt yhdessä ARM:n kanssa tekniikkansa Cortex-M3-pohjaista toteutusta. Tällä hetkellä vähävirtaisimpina mikro-ohjaimina pidetään amerikkalaisen Ambiq Micron ohjaimia. Miniman tekniikalla päästäneen tehonkulutuksessa vähintään yhtä alas, joten on perusteltua sanoa, että maailman vähävirtaisin mikro-ohjain tulee nyt Suomesta.