Saksalainen startup Ubitium on vienyt universaaliksi kuvaamansa sulautettujen järjestelmien prosessorin ensimmäistä kertaa piille. Samsungin 8 nanometrin prosessissa toteutettu tape-out on yhtiön mukaan ensimmäinen askel kohti arkkitehtuuria, jonka tavoitteena on korvata nykyisissä järjestelmissä käytettävä CPU-, DSP- ja tekoälykiihdytinten yhdistelmä yhdellä ohjelmoitavalla prosessorilla.
Ubitiumin mukaan sulautettujen järjestelmien laskentaympäristö on monimutkaistunut nopeasti. Yhtiö arvioi sulautettujen prosessorien markkinan arvoksi noin 115 miljardia dollaria. Esimerkiksi moderneissa autoissa voi olla yli 200 erillistä prosessoria, joilla jokaisella on oma ohjelmistopino, työkaluketju ja toimittaja.
Tämän hajautumisen hallinta on Ubitiumin mukaan muodostunut yhtä suureksi ongelmaksi kuin suorituskyky. Kun tekoälyä tuodaan yhä enemmän robotteihin, drooneihin ja teollisuusjärjestelmiin, järjestelmien arkkitehtuurista tulee helposti vaikeasti hallittava.
Ubitium pyrkii ratkaisemaan ongelman universaalilla RISC-V-pohjaisella prosessorilla. Yhtiön mukaan sama piiri pystyy ajamaan Linuxia ja reaaliaikaista RTOS-järjestelmää rinnakkain, käsittelemään esimerkiksi tutka- ja audiosignaaleja reaaliajassa sekä suorittamaan reunalaskennassa tarvittavaa neuroverkkoinferenssiä.
Tavoitteena on tehdä tämä ilman erillisiä kiihdyttimiä tai rinnakkaisia prosessoreita. Arkkitehtuuri säilyttää samalla yhteensopivuuden tavallisten RISC-V-ohjelmistotyökalujen kanssa.
– Sulautettujen järjestelmien työkuormat ovat kasvaneet yli niiden arkkitehtuurien, joihin ala nykyisin nojaa. Konsolidointi ei ole enää valinnainen vaihtoehto vaan väistämätön kehityssuunta, sanoo Ubitiumin teknologiajohtaja Martin Vorbach.
Yhtiö kuvaa lähestymistapaansa samankaltaiseksi murrokseksi kuin ohjelmistoradio toi aikoinaan langattomaan viestintään. Ajatuksena on korvata kiinteätoiminen laitteisto yhdellä uudelleen konfiguroitavalla laskenta-arkkitehtuurilla.
Ensimmäinen piitoteutus tehtiin Samsung Foundryn 8 nanometrin prosessissa. Kehitystyössä Ubitium tekee yhteistyötä Samsung Foundryn, Siemens Digital Industries Softwaren ja ADTechnologyn kanssa. Siemensin Veloce CS -järjestelmää on käytetty arkkitehtuurin verifiointiin ennen ensimmäistä silikonia.
Ensimmäinen siru validoi yhtiön arkkitehtuurin keskeiset osat, kuten niin sanotun Universal Processing Array -rakenteen sekä LPDDR5-muistiliitännän. Ubitiumin mukaan toinen tape-out on suunnitteilla vielä tämän vuoden aikana.
Yhtiön tavoitteena on saada tuotantopiirit markkinoille vuonna 2027. Ensimmäisiä sovelluskohteita ovat esimerkiksi monianturiset signaalinkäsittelyketjut, konenäkö, teolliset käyttöliittymät sekä ajoneuvojen ohjaamo- ja sensorijärjestelmät.
Tekoälypalvelinten kasvava tehotiheys tekee datakeskusten varmistamisesta aiempaa monimutkaisempaa. Ylimääräiset teholähteet voivat parantaa käyttövarmuutta, mutta samalla ne lisäävät lämpökuormaa ja häiritsevät ilmavirtoja. Siksi tehonsyöttö, varmennus ja jäähdytys on suunniteltava yhtenä kokonaisuutena.