Asic чип: Чипы для ASIC, 🔻 цена в Москве

Содержание

Производители оборудования для добычи биткоина тоже пострадали от дефицита чипов

Сегодня издание Reuters рассказало о том, что в Китае у производителей ASIC-майнеров для добычи биткоина наступил кризис — им не хватает чипов для сборки устройств и всему «виной» политика TSMC и Samsung.

В течение месяца курс биткоина побил несколько рекордов и успел ко всему прочему несколько раз просесть. Такая динамика подтолкнула тех, кто занимается добычей данной криптовалюты, закупать больше ASIC-майнеров. Но компании, которые занимаются их производством, не могут покрыть увеличившийся спрос, в том числе из-за того, что поставщики полупроводников не могут предоставить им необходимое количество чипов.

«У нас просто не хватает чипов, чтобы поддерживать производство майнинговых установок», — говорит Алекс Ао (Alex Ao), вице-президент Innosilicon, одного из самых крупных производителей ASIC-майнеров.

Главная причина заключается в том, что компании, подобные Innosilicon, делают свою продукцию на заводах TSMC и Samsung Electronics.

Однако из-за этого, у TSMC и Samsung начали возникать проблемы с отгрузкой чипов для компьютеров, смартфонов, электромобилей и бытовой электроники, которые приносят большую прибыль, нежели ASIC-чипы, они решили сфокусироваться на потребительском секторе, сместив производителей ASIC-майнеров на второй план.

Как отмечает Reuters, на фоне дефицита установок для майнинга биткоина, их стоимость на вторичном рынке выросла на 60%. В среднем, подержанные варианты сейчас стоят от $5 тыс.

Небольшое пояснение: ASIC-майнеры — это специальные устройства на основе интегральных схем специального назначения, которые в тысячи раз мощнее обычных компьютеров на определённых операциях и ориентированы на расшифровку блокчейна, добычу блоков и так далее. В общем, они сделаны конкретно для тех задач, за которые криптовалютные системы и дают вознаграждения.

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Как работают чипы в ASIC-майнерах: какие выбрать

Содержание

Чипы для асиков — компоненты ASIC майнера, от качества которых зависит скорость решения задач и эффективность добычи криптовалюты. Какие чипы выбрать? Что предлагает современный рынок?

Чип ASIC для майнинга — интегральная микросхема, которая установлена в специальном оборудовании для добычи криптовалюты. Она имеет собственную память и логику работы. По сути, это микрокомпьютер, целью которого является решение задач по поиску ключей при создании новых блоков в криптовалютной сети. Многие компании самостоятельно создают чипы и гонятся за максимальной производительностью для получения своей доли рынка.

Стоимость асиков исчисляется тысячами долларов, поэтому некоторые майнеры собирают оборудование для добычи виртуальных монет своими руками. При этом чипы для асиков являются основой аппаратов для майнинга. Ниже рассмотрим, какие интегральные схемы наиболее востребованы сегодня, можно ли собрать ASIC своими руками, и что предлагает рынок.

Лучшие асик чипы для майнинга 2018

На сегодняшний день наиболее востребованы следующие ASIC чипы для майнинга:

  • BM1485 — одна из лучших разработок. По сути, это первый чип, применяемый в асиках для майнинга Лайткоина. Его разработчиками является группа мастеров, которые создали наиболее надёжный и производительный чип ВМ1387 для добычи Биткоина. Устанавливается на Bitmain Antminer L3+ и других моделях.
  • ВМ1387 — интегральная схема, которая применяется при добыче Bitcoin. На сегодня это наиболее мощный чип, который устанавливается в асик майнерах Bitmain Antminer S9 и других.
  • DW 1227 — альтернатива рассмотренному выше чипу с хорошей производительностью. Интегральная схема создана по современной 14 нм технологии. Применяется в специальном оборудовании для майнинга — асиках Ebit E9 Plus Miner.
  • A5 DashMaster — чип, предназначенный для майнинга криптовалюты Даш. Монтируется на различных моделях майнеров, в том числе на ASIC INNOSILICON A5 DashMaster.

ASIC чипы для майнинга — их развитие и влияние на децентрализацию

Главным разработчиком асик чипов для майнинга считается компания Bitmain. Она специализируется на производстве плат для добычи виртуальных монет, в чём добилась немалого успеха. Благодаря этой компании, Китай занял лидирующие позиции в производстве ASIC-оборудования и пока продолжает их удерживать. Несмотря на популярность добычи криптовалюты, многие производители не выдерживают конкуренции и уходят с рынка. Как результат, стоимость продукции растёт, а майнеры вынуждены пристальнее подходить к выбору аппаратов для добычи виртуальных монет.

К примеру, в 2013 году на рынке были представлены асики многих компаний — Cointerra, Black Arrow и других. Они предлагали свои разработки ASIC майнеров, что позволяло подобрать устройство, подходящее по цене и производительности. Со временем число предприятий, выпускающих специальное оборудование, заметно сократилось. Сегодня лидирующие позиции занимают Canaan и Bitmain, и пока у них отсутствуют серьёзные конкуренты.

Сравнительно недавно компания Bitmain выпустил на рынок новую модель асика — Antminer T9 на BM1387. Она имеет две главные особенности — уменьшилось число чипов ASIC miner и повысилась потребляемая мощность. При этом производительность не уступает. К примеру, у предшественника упомянутой модели (Antminer S9) было 189 чипов. В новом аппарате их число уменьшилось на 18 единиц — до 171 штуки. Для моделей S9 хэшрейт составляет 11,5–14 Тх/с, а для Т9 — 12,5 Тх/с. Потребляемая мощность увеличилась до 1,4 кВт, что на 50 Вт больше, чем у предшественника.

Технический прогресс в сфере майнинга с ростом популярности виртуальных монет также не стоит на месте. Кроме того, повышаются требования к производительности оборудования. Вот почему компания Bitmain делает ставку на скорость хэширования, а её продукция по качеству и возможностям значительно опережает конкурентов. Но разработчики не останавливаются на достигнутых результатах. В социальных сетях регулярно появляются новости о новинках.

На этом фоне возникают предположения, что разработки компании Bitmain опасны для децентрализации криптовалюты.

Причина в том, что производитель контролирует большую часть рынка аппаратов для майнинга и хэш мощностей. Сегодня объём инвестиций китайцами в добычу криптовалюты исчисляется сотнями миллионами долларов. Вернуть такие расходы в ближайшие годы почти невозможно.

При этом Bitmain выпускает сложные компоненты — чипы для асиков, изготовленные на основе 16 nm технологии. Благодаря повышению качества и производительности устройств, удалось уменьшить их число при создании ASIC майнеров без потери хэшрейта. Полученные результаты объясняются устранением ошибок, которые имели место в прошлом, улучшением качества охлаждения, а также способности аппаратуры выдерживать высокие нагрузки.

В случае правильной настройки чипа ASIC он способен работать продолжительное время на максимуме возможностей без риска выхода из строя. При этом количество чипов меньше.

Развитие рынка чипов АСИК для майнинга

До появления Antminer T9 спросом пользовались модели S9 и S7, созданные на базе одного из лучших чипов для асика — BM 1387. Обновленная модель имеет много общего с предшественниками за исключением энергетической эффективности (у предшественника этот показатель составлял 0,098 Дж/ГХ, а у Т9 —0,126 Дж/ГХ). Кроме того, уменьшилась и стоимость (в сравнении с S9). К примеру, Antminer S9 на официальном сайте компании продаётся за 2350 долларов (13,5 Тх/с) или 2400 (14 Тх/с), в то время как цен Antminer T9 почти вдвое ниже — 1250 долларов (12,5 Тх/с). Интересно, что перед выпуском T9 компания закрыла продажу более мощной модели, что заставило майнеров искать устройство в интернет-магазинах.

В начале 2017 года на рынке появились асик майнеры небольшой мощности Antminer R4, имеющие скорость хэширования в 7,5 и 8,7 терахэшей в секунду. Следовательно, компания Bitmain остаётся чуть ли не единственным производителем, проявляющим активность на рынке. Подобная тенденция продолжается и в 2018 году.

Старается не отставать ещё один производитель — Canaan, который выпускает на рынок майнеры модельного ряда Авалон.

Одна из последних разработок — Авалон 821. Что касается предшественников — моделей 6 и 7, они постепенно теряют актуальность и имеют меньшую производительность (если сравнивать с асиками от Bitmain).

Экспертами отмечается высокое качество ASIC оборудования фирм Bitfury и BW.com, но они не работают с мелкими покупателями.

Изменение технологии чипов для асиков


С развитием технического сектора появляются новые разработки. Ещё недавно скачок с 55 nm до 28 nm считался настоящим прорывом. Даже производительный и популярный BW-L21 работает на чипах, созданных по техпроцессу 28 nm и его эффективность которых не вызывает сомнений. Чипы ASIC, изготовленные по 20-нм технологии показывали впечатляющую производительность (Uranus v1 Miner, SMART Miner 2.0 SE).

Но технический прогресс не остановить. Сегодня выпускаются чипы асик, окупаемость которых значительно выше. Пользователям открылся доступ к аппаратам, которые оборудованы 16-ти и 14-нанометровыми схемами, отличающиеся большим хэшрейтом и более низким потреблением электроэнергии (A4 Dominator, Antminer S9). На этом изменения не закончились. Ожидается, что в обозримом будущем на рынке появятся майнеры ASIC, оборудованные 7-нанометровыми чипами.

Новую разработку представляет компания GMO, которая лишь частично приоткрыла занавес характеристик нового оборудования. Кроме того, были обнародованы планы по производству и реализации готовых ферм и асиков на новых чипах. По словам разработчика новый дата-центр будет базироваться на территории Северной Европы, в Скандинавии. Первое тестирование начато в конце 2017 года, а более подробная информация и результаты планируется озвучить в 2018 году.

Сегодня десятки миллионов долларов инвестировано в создание 7, 5 и 3.5 нм чипов, что сыграет большую роль не только для асик майнеров, но и для всего технического оборудования. По заявлению разработчиков, общий объём инвестиций уже превысил отметку в 90 миллионов. Сюда входят расходы на организацию и обслуживание дата-центра по обработке информации, а также проверке чипов. Кроме того, в 2018–2019 годах ожидаются новые инвестиции в исследование и проверку 5 и 3,5 нанометровых чипов.

Планируется, что обновленные ASIC-чипы будут устанавливаться не только в майнерах, но и обычных персональных компьютерах. Это позволит увеличить мощность домашних машин и превратить их в мощные фермы для добычи криптовалюты. К примеру, на ПК можно будет поставить плату со скоростью в 8 Тх/секунду и потребляемой мощностью всего 0,3 кВт. Представители компании GMO заявили, что тестирование 7-нанометровых чипов практически окончено и теперь очередь за 5 и 3,5 nm чипаов. Запуск тестового варианта планируется на начало 2018 года, а выпуск уже в мае.

Преимущества ASIC чипов для майнинга от GMO


Главное преимущество новой разработки в том, что она предназначена для широкого круга потребителей. Планируется, что товар будет доступен всем желающим. Но имеется и минус. На основании новых 7-нанометровых чипов планируется создать новую ферму в Северной Европе. Разработчики планируют объединить 50 тысяч микросхем для достижения общей скорости в 500 петахэшей в секунду. По завершении строительства этой фермы сложность добычи криптовалюты возрастёт в разы, что сделает бесполезными многие пулы.

В остальном новая разработка несёт только преимущества для сообщества майнеров. Так, по официальным сообщениям аппарат будет выдавать больше терахэшей при потреблении электроэнергии в 0,5 кВт. Планируется, что новый асик будет эффективнее уже существующего Bitmain Antminer S9, имеющего мощность в 14 терахэшей в секунду при мощности в 1,372 кВт. Кроме того, новая разработка создаётся в Японии, что позволяет рассчитывать на высокое качество продукции.

Знатоки сферы майнинга уверены, что появление 7-нанометровых чипов позволит увеличить хэшрейт, но изменения не будут значительными. Они коснутся, прежде всего, потребляемой мощности. Она значительно снизится, что приведёт к росту эффективности добычи криптовалюты. Что касается следующего шага — 5-нанометровых чипов, они вряд ли появятся раньше 2019 года. Это значит, что ближайшие несколько лет сообщество майнеров может сосредоточить внимание на новых чипах на 7nm.

Создание ASIC майнера на базе чипов своими руками

Некоторые майнеры принимают решение сэкономить и самостоятельно создать аппарат для майнинга. Воплотить замысел в реальность возможно в случае, если под рукой имеется асик чип или аналогичное оборудование высокой производительности. Стоит помнить, что для создания такого прибора не обойтись без технических навыков, опыта, а также денег для покупки оборудования. Также важно учесть ещё ряд нюансов, с которыми столкнулись многие опытные майнеры:

  1. Качественные ASIC чипы для майнинга достать почти невозможно. Если и удаётся найти подходящую деталь, её стоимость будет высокой. В такой ситуации придется просчитать окупаемость асик чипа, после чего сделать выводы об актуальности создания майнера своими руками.
  2. Из-за роста сложности майнинга все работы требуется делать с максимальной скоростью. К примеру, из-за нехватки одной детали процесс может затянуться на несколько месяцев, после чего применение оборудования будет неактуальным. Вот почему на покупку всех элементов и их сборку должно уйти не больше 1–2 месяцев.
  3. Самое сложное в создании асик майнера — отладка платы. Здесь требуется много времени и опыт.
  4. Многие запчасти продаются партией, что делает невыгодным изготовление только одного асика. Если же ставить производство на поток, это требует наличия серьёзных мощностей и профессионалов.
  5. Если выбирать лучшие чипы, оптимальное решение — продукция от Bitmain. Что касается чипов Авалона, они постепенно теряют актуальность.
  6. Для создания конечного продукта требуется создать электросхему, в которой будет определённое количество чипов, память, обвес и микроконтроллер. Кроме того, требуется написать программное обеспечение для последнего, чтобы связать его с компьютером.
  7. Расходы на покупку 4-х ASIC чипов для майнинга составляют в среднем 800 долларов, плюс 100 долларов на остальные детали и монтаж. В среднем цена майнера, сделанного своими руками, около 900–1000 долларов. При этом начинать стоит с покупки платы для отладки с интересующим чипом. В течение нескольких дней стоит контролировать частоту, температуру, потребление энергии и производительность.

Какие чипы лучше?

Лучшее решение — ASIC чипы для майнинга BM1485 и ВМ1387, которые обеспечивают высокую производительность и потребляют минимум энергии. Но уже в ближайшем будущем появится конкурент в виде 7-нанометровых чипов от GMO. Результатом может стать возможный рост сложности и потеря актуальности старого оборудования. Вот почему к покупке нового АСИК майнера, а тем более его созданию стоит подходить с максимальной серьёзностью.

Источник: technoobzor.com

Блок розжига MTF-Light A2088m, чип ASIC 12V/24V 35W шумоподавление MSP

Описание

Универсальный тонкий блок розжига MTF-Light A2088m для газоразрядных ксеноновых ламп H и HB-серии мощностью 35 Вт. Пришёл на замену блоку розжига MTF-Light Slim Line. Устройство может работать при температурах от -40 до +120°С.

Контролер ASIC
Применяется контроллер ASIC, регулирующий работу лампы в режиме пуска и стабилизирует напряжение в рабочем режиме, за счёт чего увеличивается срок службы.

Система шумоподавления MSP
MSP (metal screen protection) — это система защиты от электромагнитных шумов, влияющих на работу радиоустройств. Система состоит из внешнего устройства экранирования высоковольтных проводов, блока усилителя напряжения, а также специальных компонентов.

Размеры
Длина, мм Ширина, мм Толщина, мм
Основной блок 67 78 16
Умножитель напряжения (игнитор) 41 30 55
Провод питания 400
Провод управления 190
Высоковольтный провод 100

Общие свойства

  • нештатный ксенон

  • Размеры Ш x В x Т, мм

Производитель и гарантия

  • Страна производства

Технические характеристики

Дмитрий Мариничев создал прототип чипа для майнеров

Russian Mining Company (RMC) интернет-омбудсмена Дмитрия Мариничева, бизнесменов Сергея Бобылева и Бориса Зырянова в августе запускает производство прототипа «Мультиклета», или мультиклеточного процессора для майнеров нового поколения для добычи криптовалют — Multiclet S1. В октябре планируется запустить производство самого майнера Multiclet S1. Об этом Дмитрий Мариничев сообщил в Телеграм-чате компании 12 августа и раскрыл для «Инвест-Форсайта» некоторые подробности. Это будет первый чип «русской» разработки для майнеров Multiclet S1, которые можно обменивать на токены RMC.

Фото: pixabay.com

«Мультиклет» и прототип

«На этой неделе, в четверг, приезжает fpga-эмулятор. И должны на нем запустить прототип “Мультиклета”», — написал Дмитрий Мариничев в воскресенье, 12 августа, в Телеграм-чате инвесторам компании.

Fpga — field-programmable gate array эмулятор — это программа микросхемы, на основе которой будет создан новый чип «Мультиклет». Новый чип для майнеров Multiclet S1 был анонсирован год назад на пресс-конференции. Главное его отличие от существующих чипов — в высокой энергоэффективности. Энергоэффективность «Мультиклета» — в 35-200 раз выше, чем энергоэффективность майнеров на видеокартах. Новый процессор делают бытовым: на 28 нанометров (нм), 256 клеток, с вычислительной мощностью 22,2 Th/s; он сможет майнить любые альткойны, работающие на технологии Proof-of-Work, в том числе биткоин. Эти параметры компания и собирается соблюсти, по словам Дмитрия Мариничева. Разработала дизайн чипа «Мультиклет» одноименная компания из Екатеринбурга, созданная президентом компании «Микрон» Борисом Зыряновым и партнерами. Зырянов еще год назад сказал, что идеологически новый процессор готов, его разработка завершилась месяц назад, и он не сомневается в возможности его производства. Процессор будет работать на новой архитектуре: в отличие от существующих процессоров, на которых работают в том числе ASIC-майнеры, в нем вычисления будут идти не последовательно, а параллельно, меньше обращаясь к оперативной памяти. Это и создаст большую скорость. Документация о новом чипе и программном обеспечении Multiclet S1 доступна на сайте разработчика. Последняя новость по процессору — от 5 июля этого года — о создании математической библиотеки и библиотеки librt.

Обмен на токены

RMC собрала на ICO $43,2 млн для запуска производства майнеров биткоина нового поколения под брендом Sunrice, а также майнера Multiclet на одноименном чипе. $10 млн, как сказано в White Paper проекта, пойдет на разработку мультиклеточного процессора. Остальные деньги — на производство санрайзов. В начале ноября прошлого года RMC завершила ICO и через десять месяцев после размещения пообещала вывести на рынок новое устройство. Прошло девять месяцев — готов прототип «Мультиклета».

«За пару месяцев мы закончим топологию процессора (или схему кристалла) и будем размещать заказ на производстве фабрики TSMC», — говорит Дмитрий Мариничев.

TSMC — это тайваньская компания, один из крупнейших контрактных производителей микросхем (чипов). 10 757 токенов RMC будут обмениваться на Multiclet S1 в соотношении один к одному. Обмен запланирован непосредственно перед заказом на их производство в компанию TSMC, то есть в октябре.

Где производить чип «Мультиклет»?

Майнер Multiclet S1 немного запаздывает с выходом.

«Здесь просто разночтения присутствуют. Создание самого чипа в финальной стадии, — комментирует ситуацию Мариничев. — Разночтения в технологических периодах, разработчиках чипа, производстве чипа».

RMC вдумчиво выбирала компанию, где заказать производство чипа. Хотя изначально, по словам Мариничева:

«Ориентировались на TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company) и их Ainy-блоки. Первая версия чипа была на TSMC выпущена. И инженерам легче».

Были варианты выбора производителя чипа между GlobalFoundries, Samsung и TSMC. TSMC делает свои чипы энергоэффективнее и экономичнее решений Samsung. Все комплектующие нового майнера: платы, микросхемы, процессоры, вентиляторы, радиаторы, программы — все, кроме чипов — будет производиться в России. Когда RMC объявляла о производстве собственных майнеров для майнинга криптовалют, она была единственной российской компанией с подобными планами. Сейчас в России появились и другие потенциальные производители майнингового оборудования: речь идет прежде всего о компании «Криптоюниверс».

Однако собственные чипы для майнеров в России до сих пор не разрабатывал и не делал никто. Количество производителей майнеров для криптовалют в мире выросло за год. Кроме Bitmain и BitFury заметными на этом рынке стали компании Ebang Communication и Canaan Creative. В августе Canaan презентовала устройство для майнинга криптовалют AvalonMiner A9 с 7-нанометровым чипом и хешрейтом 30 Th/s. Японский интернет-гигант GMO объявил о выпуске майнера для биткоина на базе 7-нанометровых ASIC-чипов, хешрейт новой модели достигает 33 Th/s. Эти машины превосходят по мощности Multiclet S1.

Сегодня стоимость одного токена RMC — $3900. Если на «Мультиклете» майнить биткоин, он будет проигрывать в производительности обычному асику, по словам Мариничева. Последняя модель асика от Bitmain — Asic S9 — стоит от $550, дешевле Multiclet S1.

«“Мультиклет” больше предназачен для альткоинов и построения нейросетей», — говорит Мариничев.

Помимо производства майнеров, Мариничев и компаньоны создали ферму для добычи криптовалюты на территории бывшего автозавода «Москвич». Она составляет ядро пула майнеров Bitcoin-Russia, доля которого в мировом объеме майнинга меньше полупроцента. Но RMC участвует в майнинге Эфириума и входит в пул etherdig.net. Этот пул пока не входит в число крупных пулов.

Автор: Наталья Кузнецова

Подписывайтесь на канал «Инвест-Форсайта» в «Яндекс.Дзене»

Когда появятся ASIC на 5 нм чипах

В 2019 году майнинговое оборудование частично перешло на техпроцессы 7 нм от TSMC. Это открыло новые возможности, предоставляемые плотным и эффективным размещением микросхем. При этом майнинг гигант Bitmain анонсировал первые модели на 7 нм техпроцессе ещё в конце 2018 года.

Развитие микропроцессорной индустрии позволило выпустить новые устройства таким гигантам как Apple, Huawei, AMD, Qualcomm. Они позволили создать более энергоэффективные устройства (то есть более мощные и менее потребляющие).

Переход с 14 и 16 нм чипов на 7 и 10 техпроцессы был очень болезненным. Например, Intel растянул на два года производство 10 нм чипов, жертвуя эффективностью для поддержания производительности своих 14 нм микропроцессоров. С другой стороны, Samsung сумел разработать 7 нм (и даже 3 нм) чипы для использования в своих девайсах. Их технология получила название EUV (Extreme UV Lithography). Этого нельзя сказать о Global Foundries, отменившей разработку из-за проблем в ноябре 2018 года.

TSMC начал выпуск 7 нм чипов летом 2018 года. Первыми клиентами стали Apple (SoC A12), Huawei (Kirin 980), Qualcomm (Snapdragon 855), AMD (первые тестовые чипы Zen 2 и Vega 20) и Bitmain (первый 7-нм чип BM1391). По итогам 2018 года 10% всех чипов предназначались для майнинг оборудования.

Их конкуренты Innosilicon, Ebang и Whatsminer сделали выбор в пользу 10 нм чипов от «Самсунг» и лишь GMO перешла на 7 нм. Однако у GMO не получилось добиться высоких показателей Bitmain из-за низкой производительности устройств.

С конца июня до начала июля 2019 года Bitmain заказал у TSMC 30 тысяч плат. Их должны поставить на фабрику в октябре/ноябре, что совпадает со сроками предзаказов новых асиков S17+/T17+. TSMC увеличил срок выполнения заказов на 7, 10 и 14 нм чипы с 2 до 6 месяцев. Это может серьёзно повлиять на сроки отгрузки и окупаемости устройств, особенно накануне халвинга BTC в мае 2020 года.

Именно поэтому такие производители как Bitmain и Canaan надеются вскочить в последний вагон уходящего поезда и анонсируют новые модели. Их сроки окупаемости после отгрузки как раз составляют 5-6 месяцев, но только при высоком курсе биткоина и низких тарифах на электроэнергию. Естественным развитием эволюции 7 нм чипов являются EUV чипы (они же 7 нм+). Однако TSMC уже дал понять, что хочет произвести 5 нм EUV-чипы с 40%-ным сокращением площади размещения чипов и приростом производительности на уровне 15% при сохранении того же энергопотребления.

Первые 5-нанометровые чипы будут выпущены к середине 2020 года. Как всегда, первым покупателем станет Apple, с процессорами для будущего iPhone-2020. Мы вряд ли увидим первые ASIC на данном техпроцессе раньше, чем до начала 2021 года из-за затрат на прототипы и тестирование. Возможно, Bitmain предложит ASIC с 5-нанометровыми чипами в начале 2021 года (предположительно, модели Antminer S19 или S21), но, как всегда, многое будет зависеть от курсовой стоимости биткоина, которая должна оставаться эффективной при высоких затратах на проектирование и разработку будущих 5-нанометровых чипов.

Дата публикации: 1 год назад

Эффективное оборудование для майнинга коинов или не так страшен ASIC: особенности реализации

В заметке рассмотрим какие же хитрости имплементации необходимо учесть юному (или не очень) чипмейкеру, которому досталась такая привелегия как реализация в кремнии фабрики подсчета хешей для майнинга коинов.

Классифицируем особенности реализации ASIC для майнинга биткоина либо аналогичных криптовалют на несколько категорий (заранее отмечу, что особенности реализации призваны в том или ином виде оптимизировать себестоимость майнинг-чипов и по максимуму поднять удельную (на чип) производительность):

Архитектура

Поскольку современные фермы должны быть масштабируемы, то всегда предусмотрена возможность каскадирования в daisy chain  нескольких сотен/тысяч чипов (наиболее распространенный интерфейс для внешних коммуникаций — SPI).

RTL-кодирование

При разработке ASIC-майнеров часто отказываются от верилог-кодирования, отдают предпочтение новомодным метросексуальным JS-фреймворкам, поэтому этот раздел под NDA пустой.

Физический дизайн и топология

Чтобы не облажаться по полной как описано в заметке не стоит отдавать весь физдизайн на аутсорс в дизайн-центр при фабрике, нужен разумный компромисс между рисками разной природы.

Список используемых ухищрений:

  • Использование современного техпроцесса, обеспечивающего баланс требований по предельному быстродействию ячеек и их динамическому потреблению (TSMC HPP/HPM/HPC+)  — утечки в статике на числодробилке работающей 24/7 мало кого волнуют
  • Активное использование технологии DVS (Dynamic Voltage Scaling) для того чтобы у одного и того же ASIC было два профиля тепловыделения: режим максимальной производительности (т. н. турбо) для использования с активным охлаждением и стандартный режим производительности для пассивного охлаждения. Так или иначе это маркетинговые названия не отражающие физическую суть, а суть в том, что turbo — это может быть работа на пониженном Vcore (например, 0.85В вместо стандартных 0.9В для TSMC 28nm), а standart — работа на сверхнизком Vcore (0.78В для  TSMC 28нм). Сделано это с целью уложиться в TDP используемых корпусов
  • В каких-то экзотических реализациях отказываются от тактовых деревьев и синхронного дизайна в целях уменьшения тепловыделения/потребления
  • Из аналоговых блоков используют разве что ФАПЧ для получения высокой частоты тактирования внутри кристалла. Чипы майнера, выполненные по современным технологиям 40..16нм работают на частотах от 1 ГГц и выше, из-за проблем с целостностью цифрового сигнала такую частоту сложно завести на чип снаружи. Пожалуй, в рамках оптимизации стоимости это чуть ли не единственный аналоговый блок, необходимый для дизайна ASIC-майнера.

Корпусирование

Тут две основные тенденции: максимальное удешевление корпусирования и эффективный отвод мощности от кристалла, каким образом этого достигают?

WireBond

Небольшое число ног и отсутствие высокоскоростных интерфейсов позволяют использовать доступную и недорогую разварку кристалла по технологии WireBond.

WireBond-кристалл, разваренный на массивные lane для ввода питания ядра и отвода тепла

Эффективный отвод мощности

Минимальное число ног и тут играет на руку, также как и использование последовательных интерфейсов для коммуникации с фабрикой хеш-блоков. Активно использующиеся массивные lane для ввода питания ядра и земли (для подвода к чипу большого тока с низким падением напряжения) служат и для второй функции: большой пятак земли выполняет еще и важную функцию отвода тепла от кристалла (эти решения очень напомнили мне ноу-хау последного десятилетия от InternationalRectifier  в их SMD-корпусостроении MOSFET-ов).

 Большой пятак земли и питания ядра должет быть запаян на соответствующие специально спроектированные полигоны для отвода тепла от кристалла

 

Проектирование на уровне системы и иные ухищрения

 Поскольку чип представляет собой достаточно регулярную структуру фабрики блоков по расчету хешсум, то часто разработчики вносят в схему возможность байпаса произвольных блоков и механизм BIST (самотестирования). Это преследует сразу две DFT-цели:

  • Экономия на производственном тестировании (поскольку почти всю площадь кристалла занимают блоки расчета хешсумм)
  • Увеличение выхода годных (бракованные по результатам самотеста блоки расчета хешсум не используются в работе — в принципе это практически та же самая техника, что используется при тестировании и отбраковке больших массивов накристальной SRAM, только тут еще и на eFuse съэкономили)

Выводы

Как видим, особенностей реализации не так уж и много, однако (экономический) эффект от внедрения не следует недооценивать: специализированные ASIC-чипы для майнинга пережили уже не одно поколение и передовыми компаниями был накоплен некоторый опыт, который и учтён в последнем поколении чипов.

Загрузить Пакет драйверов System-on-a-Chip (SOC) для DE3815TY

Использование Вами программного обеспечения регулируется условиями лицензионного соглашения, входящего в комплект всех загружаемых программ.

INTEL SOFTWARE LICENSE AGREEMENT

IMPORTANT — READ BEFORE COPYING, INSTALLING OR USING.

Do not use or load this software and any associated materials (collectively,

the «Software») until you have carefully read the following terms and

conditions. By loading or using the Software, you agree to the terms of this

Agreement. If you do not wish to so agree, do not install or use the Software.

LICENSES: Please Note:

— If you are a network administrator, the «Site License» below shall

apply to you.

— If you are an end user, the «Single User License» shall apply to you.

— If you are an original equipment manufacturer (OEM), the «OEM License»

shall apply to you.

SITE LICENSE. You may copy the Software onto your organization’s computers

for your organization’s use, and you may make a reasonable number of

back-up copies of the Software, subject to these conditions:

1. This Software is licensed for use only in conjunction with Intel

component products. Use of the Software in conjunction with non-Intel

component products is not licensed hereunder.

2. You may not copy, modify, rent, sell, distribute or transfer any part

of the Software except as provided in this Agreement, and you agree to

prevent unauthorized copying of the Software.

3. You may not reverse engineer, decompile, or disassemble the Software.

4. You may not sublicense or permit simultaneous use of the Software by

more than one user.

5. The Software may include portions offered on terms in addition to those

set out here, as set out in a license accompanying those portions.

SINGLE USER LICENSE. You may copy the Software onto a single computer for

your personal, noncommercial use, and you may make one back-up copy of the

Software, subject to these conditions:

1. This Software is licensed for use only in conjunction with Intel

component products. Use of the Software in conjunction with non-Intel

component products is not licensed hereunder.

2. You may not copy, modify, rent, sell, distribute or transfer any part

of the Software except as provided in this Agreement, and you agree to

prevent unauthorized copying of the Software.

3. You may not reverse engineer, decompile, or disassemble the Software.

4. You may not sublicense or permit simultaneous use of the Software by

more than one user.

5. The Software may include portions offered on terms in addition to those

set out here, as set out in a license accompanying those portions.

OEM LICENSE: You may reproduce and distribute the Software only as an

integral part of or incorporated in Your product or as a standalone

Software maintenance update for existing end users of Your products,

excluding any other standalone products, subject to these conditions:

1. This Software is licensed for use only in conjunction with Intel

component products. Use of the Software in conjunction with non-Intel

component products is not licensed hereunder.

2. You may not copy, modify, rent, sell, distribute or transfer any part

of the Software except as provided in this Agreement, and you agree to

prevent unauthorized copying of the Software.

3. You may not reverse engineer, decompile, or disassemble the Software.

4. You may only distribute the Software to your customers pursuant to a

written license agreement. Such license agreement may be a «break-the-

seal» license agreement. At a minimum such license shall safeguard

Intel’s ownership rights to the Software.

5. The Software may include portions offered on terms in addition to those

set out here, as set out in a license accompanying those portions.

NO OTHER RIGHTS. No rights or licenses are granted by Intel to You, expressly

or by implication, with respect to any proprietary information or patent,

copyright, mask work, trademark, trade secret, or other intellectual property

right owned or controlled by Intel, except as expressly provided in this

Agreement.

OWNERSHIP OF SOFTWARE AND COPYRIGHTS. Title to all copies of the Software

remains with Intel or its suppliers. The Software is copyrighted and

protected by the laws of the United States and other countries, and

international treaty provisions. You may not remove any copyright notices

from the Software. Intel may make changes to the Software, or to items

referenced therein, at any time without notice, but is not obligated to

support or update the Software. Except as otherwise expressly provided, Intel

grants no express or implied right under Intel patents, copyrights,

trademarks, or other intellectual property rights. You may transfer the

Software only if the recipient agrees to be fully bound by these terms and if

you retain no copies of the Software.

LIMITED MEDIA WARRANTY. If the Software has been delivered by Intel on

physical media, Intel warrants the media to be free from material physical

defects for a period of ninety days after delivery by Intel. If such a defect

is found, return the media to Intel for replacement or alternate delivery of

the Software as Intel may select.

EXCLUSION OF OTHER WARRANTIES. EXCEPT AS PROVIDED ABOVE, THE SOFTWARE IS

PROVIDED «AS IS» WITHOUT ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTY OF ANY KIND

INCLUDING WARRANTIES OF MERCHANTABILITY, NONINFRINGEMENT, OR FITNESS FOR A

PARTICULAR PURPOSE. Intel does not warrant or assume responsibility for the

accuracy or completeness of any information, text, graphics, links or other

items contained within the Software.

LIMITATION OF LIABILITY. IN NO EVENT SHALL INTEL OR ITS SUPPLIERS BE LIABLE

FOR ANY DAMAGES WHATSOEVER (INCLUDING, WITHOUT LIMITATION, LOST PROFITS,

BUSINESS INTERRUPTION, OR LOST INFORMATION) ARISING OUT OF THE USE OF OR

INABILITY TO USE THE SOFTWARE, EVEN IF INTEL HAS BEEN ADVISED OF THE

POSSIBILITY OF SUCH DAMAGES. SOME JURISDICTIONS PROHIBIT EXCLUSION OR

LIMITATION OF LIABILITY FOR IMPLIED WARRANTIES OR CONSEQUENTIAL OR INCIDENTAL

DAMAGES, SO THE ABOVE LIMITATION MAY NOT APPLY TO YOU. YOU MAY ALSO HAVE

OTHER LEGAL RIGHTS THAT VARY FROM JURISDICTION TO JURISDICTION.

TERMINATION OF THIS AGREEMENT. Intel may terminate this Agreement at any time

if you violate its terms. Upon termination, you will immediately destroy the

Software or return all copies of the Software to Intel.

APPLICABLE LAWS. Claims arising under this Agreement shall be governed by the

laws of California, excluding its principles of conflict of laws and the

United Nations Convention on Contracts for the Sale of Goods. You may not

export the Software in violation of applicable export laws and regulations.

Intel is not obligated under any other agreements unless they are in writing

and signed by an authorized representative of Intel.

GOVERNMENT RESTRICTED RIGHTS. The Software is provided with «RESTRICTED

RIGHTS.» Use, duplication, or disclosure by the Government is subject to

restrictions as set forth in FAR52.227-14 and DFAR252.227-7013 et seq. or its

successor. Use of the Software by the Government constitutes acknowledgment

of Intel’s proprietary rights therein. Contractor or Manufacturer is Intel

2200 Mission College Blvd., Santa Clara, CA 95052.

Интегральные схемы для конкретных приложений

— обзор

8.4.2.5 ASIC

ASIC оптимизированы с точки зрения производительности, энергопотребления и занимаемой площади (энергоэффективности). Мы рассматриваем здесь микросхемы, которые посвящены новым расширенным функциям.

Голографический чип: голографический процессор Intel [208]. Этот чип представляет собой специальный мультипроцессор (используемый в качестве сопроцессора), называемый блоком голографической обработки или HPU. Он отвечает за интеграцию всех встроенных датчиков (IMU, специальный датчик глубины ToF, камеры слежения за головой, ИК-камера) через несколько интерфейсов: интерфейс процессора мобильной индустрии (MIPI), интерфейс системы камеры / последовательный интерфейс дисплея (CSI / DSI), межинтегральная схема (I2C) и информация управления протоколом (PCI). Этот 28-нм сопроцессор, изготовленный компанией Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC), имеет 65 M логических вентилей и занимает 144 мм 2 . Он состоит из 24 ядер Tensilica DSP. Он имеет около 65 миллионов логических вентилей, 8 МБ статической оперативной памяти (SRAM) и дополнительный уровень в 1 ГБ маломощной оперативной памяти типа 3 с удвоенной скоростью передачи данных (DDR3 RAM). HPU предлагает триллион вычислений в секунду. Заявлено, что он имеет низкое энергопотребление, он потребляет 10 Вт для жестов ручки и распознавания окружающей среды.

Блок обработки зрения (VPU): Intel Movidius Myriad [209].Этот тип IP-адресов появился недавно из-за огромного спроса на устройства, способные обрабатывать большой объем данных изображения при извлечении более ценного контента, такого как пространственные и временные данные, по одному или нескольким видеопотокам. В последние годы IP получила новые интерфейсы для сбора данных, поступающих от других датчиков, таких как акселерометры, гироскоп, магнитометр,… Их описывают как комбинацию машинного зрения с ISP. В этой области целевыми приложениями являются оценка позы, VIO для навигации, а также отслеживание жестов / взгляда и распознавание.Устройство Intel Myriad 2 MA2x5x сочетает в себе обработку сигнала изображения с обработкой изображения. Аппаратные ускорители визуализации / зрения могут быть конвейерными, что позволяет избежать ненужного обмена данными с памятью; Процессоры VLIW предназначены для поддержки и ускорения алгоритмов машинного зрения. Myriad 2 VPU предлагают триллионы операций с плавающей запятой в секунду (терафлопс) при номинальной мощности в 1 Вт. Гетерогенная, высокопроизводительная, многоядерная архитектура на основе 12 128-битных векторных процессоров SHAVE VLIW, оптимизированных для машинного зрения, конфигурируемых аппаратных ускорителей для обработки изображений и изображений, с линейными буферами, обеспечивающими нулевой доступ к локальной памяти, режим ISP, 2 × 32-битных процессора RISC и программируемое межсоединение.Интерфейсы: 12 полос MIPI, 1,5 Гбит / с на полосу, настраиваемую как CSI-2 или DSI, Ethernet 1 Гбит и USB3. Чип занимает 76 мм 2 в 28-нм технологическом узле высокопроизводительного компьютера (HPC). На основе этого VPU [210] разрабатывает доску для наблюдения за вещами и демонстрирует возможность использования крошечного современного логического вывода машинного обучения (потребляющего всего 1,1 Вт) по сравнению с вызовом приложения Google Cloud Vision. программный интерфейс (API) при распознавании эмоций лица с помощью глубокой нейронной сети (DNN).

Чип CNN: Orlando ST IC [211]. Следуя примеру Qualcomm и других, в 2017 году ST предложила SoC со сверхнизким энергопотреблением, способную ускорять алгоритмы глубоких сверточных нейронных сетей. Чип Orlando состоит из микроконтроллера Cortex-M4 (MCU) и 128 КБ памяти, восьми программируемых кластеров, каждый из которых содержит два 32-битных DSP, и четырех банков SRAM, каждый из которых предлагает четыре модуля по 2 × 64 КБ каждый. К этому высокоэффективному ядру добавлен сопроцессор изображения и CNN (называемый нейронным процессором или NPU), который, помимо прочего, объединяет восемь сверточных ускорителей (CA).В больших сетях инженеры могут использовать несколько SoC и подключать их с помощью четырехполосного канала со скоростью 6 Гбит / с. В микросхеме площадью 34,1 кв. Мм используется технологический узел полностью обедненного кремния на изоляторе (FDSOI) размером 28 нм. Он работает на частоте около 200 МГц при 0,575 В и потребляет всего 41 мВт при работе AlexNet со скоростью 10 кадров в секунду. Исходя из этих соображений, SoC достигает пикового значения 2,9 TOPS / Вт и 130 кадров / с / Вт (440 кадров / Вт при использовании 16 центров сертификации).

Навигационная микросхема [196]. Микросхема Navion — это специализированная ИС, предназначенная для визуально-инерционной одометрии (см. Разд.8.3.2.3) и предназначен для использования в более компактных системах, таких как нано / микро-летательные аппараты и виртуальная / дополненная реальность на портативных устройствах. Чип использует инерционные измерения и моно / стерео изображения для оценки траектории дрона и 3D-карты окружающей среды. Выполняется несколько оптимизаций для минимизации мощности микросхемы и занимаемой площади для приложений с низким энергопотреблением при сохранении точности. Авторы заявили, что средний бюджет мощности составляет всего 24 мВт при обработке от 28 до 171 кадр / с.Процесс кристалла — 65 нм CMOS, чип занимает 20 квадратных футов мм, что представляет собой полностью интегрированную реализацию VIO.

Ожидается, что размер мирового рынка микросхем ASIC достигнет $ 24,7

Нью-Йорк, 15 января 2020 г. (GLOBE NEWSWIRE) — Reportlinker.com объявляет о выпуске отчета «Глобальный рынок микросхем ASIC (2019-2025)» — https://www.reportlinker.com/p05838687/?utm_source = GNW
Эти формы микросхем специально адаптированы для обеспечения превосходной производительности в конкретных приложениях.Однако после запуска в производство ASIC не может быть изменен.

Рост рынка ASIC может быть связан с увеличением спроса на ASIC в секторе бытовой электроники из-за энергоэффективных решений и низких затрат на внедрение. В зависимости от сложности конструкции производители автомобилей используют две или три ASIC. Производители автомобилей премиум-класса используют три ASIC для аварийных подушек, датчиков воздуха и усилителей звука. Растущий спрос на электромобили приведет к увеличению использования ASIC в автомобильной промышленности.Спрос на специализированные ИС растет и в других приложениях, например, смарт-картах. Растущее признание бесконтактных платежей оказывает влияние на рост индустрии смарт-карт. Растущее проникновение мобильного Интернета привело к увеличению транзакций через смартфоны и планшеты, что повысило спрос на карты EMV.

В зависимости от приложений рынок подразделяется на системы обработки данных, бытовую электронику, телекоммуникационные системы, аэрокосмические подсистемы и датчики, медицинские приборы и прочее.В зависимости от типа рынок делится на полуосновные пользовательские, программируемые логические устройства и другие. По регионам рынок делится на Северную Америку, Европу, Азиатско-Тихоокеанский регион, Латинскую Америку, Ближний Восток и Африку. США быстрее всего внедряют технологии благодаря быстрому росту производства бытовой электроники, новых автомобильных технологий, таких как электрические и гибридные автомобили, систем мониторинга здравоохранения и т. Д. Увеличение располагаемого дохода населения в США стимулирует продажи микросхем в этом регионе.Таким образом, рост полупроводниковой промышленности в сочетании с усилением тенденций

Основными стратегиями, которым следуют участники рынка, являются запуск продуктов и партнерство и сотрудничество. Согласно анализу, представленному в матрице Cardinal, Intel Corporation и Samsung Electronics Co., Ltd. (Samsung Group) являются одними из предшественников на рынке микросхем ASIC. Отчет о маркетинговых исследованиях включает анализ основных участников рынка. Ключевые компании, представленные в отчете, включают Advanced Micro Devices, Inc., Samsung Electronics Co., Ltd. (Samsung Group), ON Semiconductor Corporation, Xilinx, Inc., Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited (TSMC), Intel Corporation, Infineon Technologies AG, Bitmain Technologies Holding Company, Nvidia Corporation и Texas Instruments, Inc.

Последние стратегии, развернутые на рынке микросхем ASIC

Партнерства, сотрудничество и соглашения:

Октябрь 2019 г .: Bitmain сотрудничал с DMG, блокчейн-технологической компанией. В рамках этого сотрудничества DMG будет предоставлять услуги по управлению и хостингу для Bitmain Texas Facility, и вместе они будут работать над расширением мощности этого объекта и будут проверять эффективность работы ASIC-майнеров новейших технологий Bitmain.

Апрель-2019: ON Semiconductor подписала соглашение с GlobalFoundries, в соответствии с которым GlobalFoundries передаст право собственности на свой 300-миллиметровый завод, расположенный в Ист-Фишкилл, Нью-Йорк.

, февраль-2019: Infineon объединилась с Xilinx и Xylon, запустив logiHSSL, новое IP-ядро Xylon. Это обеспечивает высокоскоростную связь между устройствами Xilinx ‘SoC, MPSoC и FPGA и микроконтроллерами Infineon AURIX ™ TC2xx и TC3xx через высокоскоростной последовательный канал Infineon (HSSL). Интерфейс HSSL использовался для обмена данными между клиентскими ASIC и устройствами AURIX для функционального расширения или повышения производительности.

сен-2018: Samsung заключила партнерство с Squire Mining и Ganochips для производства прототипа микросхем ASIC FPGA в Корее. Компании разрабатывают чипы для майнинга биткойнов, биткойн-наличных и других связанных криптовалют с использованием технологии обработки пластин.

Май-2018: Samsung Electronics заключила партнерские отношения с Avnet ASIC Israel Ltd., ведущим поставщиком решений System on Chip и ASIC. В рамках этого партнерства компании будут заниматься разработкой и производством ASIC, которые помогут клиентам получить выгоду от инновационных проектных решений ASIC, реализованных с помощью широко проверенных микросхем, проверенных на кремнии, и самых передовых технологических процессов.

Приобретение и слияния:

Июнь 2019 г .: Intel подписала соглашение о приобретении Barefoot Networks, компании, занимающейся компьютерными сетями. Это приобретение поддерживает стремление Intel к лидерству в области сквозной инфраструктуры и облачных сетей и позволяет ей продолжать предоставлять новые возможности, рабочие нагрузки и возможности для клиентов центров обработки данных.

Март-2019: Nvidia подписала окончательное соглашение о приобретении Mellanox, поставщика компьютерных сетевых продуктов, использующих технологии InfiniBand и Ethernet.Эти компании объединятся для создания высокопроизводительных вычислений и оптимизации рабочих нагрузок в масштабе центра обработки данных для всей сети, вычислений и стека хранения для более эффективного использования, достижения высокой производительности и снижения эксплуатационных расходов для клиентов.

июль-2018: Intel приобрела eASIC, компанию по производству полупроводников, не имеющую аналогов, которая производит настраиваемые микросхемы eASIC для использования в облачных и беспроводных средах. Благодаря приобретению Intel нацелена на предоставление eASIC в качестве перехода для своих клиентов, а также конкурентов, которые уже используют FPGA и думают о переходе на новые вещи.

июль-2018: Xilinx приобрела DeePhi, стартап, специализирующийся на разработке программного обеспечения для глубокого обучения для своих ПЛИС. Это приобретение помогает привлечь трудных для поиска талантов в области глубокого обучения, которые разрабатывают программное обеспечение для нейронных сетей уже для ПЛИС Xilinx.

Запуск и расширение продукта:

Ноябрь-2019: Intel представила процессоры нейронной сети (NNP) Nervana ™ для обучения (NNP-T1000) и вывода (NNP-I1000), свои первые специализированные интегральные схемы ASIC для комплексного глубокого обучения с невероятными возможностями. эффективность и масштабируемость для центров обработки данных и клиентов облака.

август 2019 г .: Xilinx представила Virtex UltraScale + VU19P, крупнейший в мире чип FPGA. Этот чип является расширением линейки Virtex UltraScale + размером 16 нанометров (нм) и имеет 35 миллиардов транзисторов, а его увеличенная емкость позволяет создавать прототипы и эмулировать самые передовые технологии SoC и ASIC завтрашнего дня.

Март-2019: Infineon представила новое решение для регулятора напряжения, направленное на повышение производительности передовых вычислительных чипов, которые используются в серверах искусственного интеллекта (AI) и приложениях для передачи данных 5G.Его новейшие регуляторы напряжения постоянного и постоянного тока с функцией большого количества фаз позволяют графическим процессорам, процессорам, ПЛИС, ASIC и другим усовершенствованным микросхемам эффективно, безопасно и экономично поддерживать высокие рабочие нагрузки с данными.

Март-2019: Infineon расширил свой портфель решений для сильноточных системных чипсетов, выпустив XDPE132G5C, 16-фазный цифровой многофазный ШИМ-контроллер. Портфель позволяет использовать ток от 500 до 1000 А и выше для ПЛИС следующего поколения, центральных процессоров, ASIC и графических процессоров, используемых в приложениях передачи данных 5G и серверах искусственного интеллекта.

Февраль-2019: Bitmain запустила BM1397, новую ASIC, которая улучшает производительность, энергоэффективность и размер чипа при майнинге криптовалют с подтверждением работы. Эти криптовалюты основаны на алгоритме SHA256, например, биткойн наличными (BCH) и биткойнами (BTC). Этот ASIC был создан с использованием 7-нм процесса FinFET от поставщика микросхем Bitmain Taiwan Semiconductor Manufacturing Company и будет использоваться в новых устройствах для майнинга Antminer — S17 и T17.

Сен-2018: Bitmain представила ASIC-чип следующего поколения BM1391 для майнинга криптовалют с использованием алгоритма SHA256.Этот чип изготовлен с использованием 7-нм FinFET, самой передовой в мире технологии производства полупроводников. Этот чип может быть объединен с более чем миллиардом транзисторов и оптимизирован для максимальной эффективности.

Объем исследования

Сегментация рынка:

По приложениям

• Системы обработки данных

• Бытовая электроника

• Телекоммуникационные системы

• Аэрокосмическая подсистема и датчики

• Медицинские приборы

• Другое Тип

• Полу-заказной

• Программируемые логические устройства

• Другое

По географическому положению

• Северная Америка

o США

o Канада

o Мексика

o Остальная часть Северной Америки

o Германия

o Великобритания

o Франция

o Россия

o Испания

o Италия

o Остальная Европа

• Азиатско-Тихоокеанский регион

o Китай

o Япония

o Индия

Южная Корея

o Сингапур

o Малайзия

o Остальная часть Азиатско-Тихоокеанского региона

• LAMEA

9 0004 o Бразилия

o Аргентина

o ОАЭ

o Саудовская Аравия

o Южная Африка

o Нигерия

o Остальная часть LAMEA

Профили компаний

• Advanced Micro Devices, Inc.

• Samsung Electronics Co., Ltd. (Samsung Group)

• ON Semiconductor Corporation

• Xilinx, Inc.

• Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited (TSMC)

• Intel Corporation

• Infineon Technologies AG

• Bitmain Technologies Holding Company

• Nvidia Corporation

• Texas Instruments, Inc.

Уникальные предложения

• Исчерпывающий охват

• Наибольшее количество рыночных таблиц и цифр

• Доступна модель на основе подписки

• Гарантированно лучшее цена

• Гарантированная послепродажная исследовательская поддержка с 10% бесплатной настройкой
Прочтите полный отчет: https: // www.reportlinker.com/p05838687/?utm_source=GNW

О Reportlinker
ReportLinker — это отмеченное наградами решение для исследования рынка. Reportlinker находит и систематизирует самые свежие отраслевые данные, чтобы вы могли мгновенно получать все необходимые исследования рынка в одном месте.

__________________________

System-On-A-Chip и блог по проектированию ASIC

System-on-a-Chip (SOC) широко используется практически во всех отраслях промышленности. Но, несмотря на широкое распространение, многие до сих пор не знакомы с этой технологией.

System-on-a-chip (SOC) — это единый интегрированный чип с такими компонентами обычной компьютерной системы, как центральный процессор (CPU), графический процессор (GPU) и оперативная память (RAM). SOC — это единый полный электронный носитель, который может состоять из цифрового, аналогового, радио или смешанного сигнала.

Вместо того, чтобы собирать несколько микросхем и нескольких компонентов на одной печатной плате, система на кристалле (SOC) переносит все это в одну схему. SOC имеют небольшие размеры, обладают впечатляющей производительностью и не потребляют слишком много энергии.

Кроме того, эти чипы сделали возможным создание устройств и приложений, которые полезны в нашей повседневной деятельности. SOC теперь являются неотъемлемой частью современности. Итак, SOC используются в самых разных приложениях:

Мобильные телефоны и смартфоны

Использование одного крошечного чипа не только позволяет мобильному телефону или смартфону принимать и совершать звонки / сообщения, но также может эффективно выполнять несколько задач. Система на кристалле (SOC) отвечает за все: от фотосъемки, игр, доступа к Интернету через мобильные данные и Wi-Fi, прослушивания аудиофайлов и т. Д.

SOC — это мозг всей системы смартфона. Представьте себе количество вещей, которые вы можете делать на гаджете размером с ладонь. Все эти задачи эффективно функционируют благодаря SOC.

Продукты и услуги с системой на кристалле (SOC)

Производители интегрировали использование SOC в автомобили, смартфоны, медицинское оборудование, компьютеры и многое другое.

Итак, портативные медицинские устройства используют преимущества SOC, энергоэффективности, размера, времени разработки и снижения затрат на медицинские приложения.

Автомобильная промышленность также интегрировала SOC в свои автомобили для обеспечения безопасности и навигации, таких как операционная эффективность, обнаружение автомобильных атак и технологических проблем, таких как подключение и геолокация.

Центры обработки данных и система на кристалле (SOC)

SOC также развернуты в центрах обработки данных, чтобы предоставлять решения для крупных объектов и корпоративных компьютеров. Благодаря использованию сотен или более основных микросхем для хранения, обработки и управления информацией центры обработки данных могут сэкономить на энергопотреблении и при этом сэкономить место.

Датчики

Кроме того, система на кристалле (SOC) полезна в датчиках для множества электронных устройств, устройств, оборудования, устройств безопасности, транспорта и т. Д.

Некоторыми примерами этих датчиков являются датчики скорости для спидометров транспортных средств, радары, акселерометры, GPS для отслеживания местоположения с помощью спутниковой системы, камера для фотосъемки и записи видео, термометр для проверки изменений температуры, датчик отпечатков пальцев и т. Д.

Другое применение системы на кристалле (SOC) в различных отраслях промышленности
  • Виртуальная машина
  • Обработка данных
  • Вычислительная техника
  • Машины и инфраструктура
  • Встроенная система
  • двоичный
  • Оповещение о близости
  • Дополненная реальность (AR)
  • Строительство
  • Развлечения
  • Производство
  • Музыка
  • Мода
  • Отрасль программного обеспечения и технологий
  • Индустрия туризма

С сегодняшней системой на кристалле (SOC) предприятия и инфраструктуры больше не беспокоятся о высоком энергопотреблении, перегреве или необходимости иметь больше места для хранения своего оборудования или компьютерных систем.

По мере развития технологий разработчики и производители SOC также предпринимают шаги по дальнейшему развитию технологий для улучшения продуктов, услуг и опыта.

Ознакомьтесь с некоторыми из наших приложений, использующих SOC, нажав здесь!


Linear MicroSystems, Inc. с гордостью предлагает свои услуги по всему миру, а также в прилегающих районах и городах вокруг нашей штаб-квартиры в Ирвине, Калифорния: Mission Viejo, Laguna Niguel, Huntington Beach, Santa Ana, Fountain Valley, Anaheim, Orange Графство, Фуллертон и Лос-Анджелес.

Электроника: стандартные ИС и микросхемы ASIC

Введение электронных технологий сильно повлияло на нашу жизнь в сфере бытовой электроники, портативных компьютеров и мобильных устройств. Теперь он стал частью нашей повседневной личной и деловой жизни благодаря своему удобству и функциональности.

Каждый день мы видим или используем продукты, в которых используется электроника. А без них жизнь никогда не будет прежней. Более того, транспорта, беспроводной связи, медицинского оборудования, мобильных телефонов и многого другого не будет, если бы не IC (интегральная схема) или ASIC (специализированная интегральная схема).

В чем разница между стандартной интегральной схемой и микросхемой ASIC? Интегральная схема

предназначена для общего использования. Это небольшой чип, который может работать как усилитель, микропроцессор, таймер или компьютерная память. Интегральная схема сделана из кремния, который может хранить данные с использованием аналоговой или цифровой технологии. Стандартная интегральная схема идеальна для небольших серий.

С другой стороны, ASIC или специализированная интегральная схема — это микросхема, настроенная для конкретного использования . Современный чип ASIC содержит микропроцессоры, RAM, ROM, блоки памяти и флэш-память.

ASIC идеально подходит для продукта, предназначенного для массового производства. Дизайн ASIC также может быть адаптирован для удовлетворения конкретных требований к продукту. ASIC очень полезны в производстве бытовой электроники и широко используемых продуктов .

Ценовая структура стандартной интегральной схемы (IC) и специализированной интегральной схемы (ASIC)

Стоимость разработки микросхемы ASIC выше по сравнению со стандартной микросхемой.Цена на обычную или стандартную интегральную схему значительно ниже, поскольку многие пользователи нарушают непериодическое проектирование или NRE (что является стоимостью разработки).

Структура стоимости стандартной интегральной схемы

Фаза Содержание

Размер матрицы

Вид упаковки

Время проверки

Обеспечение / контроль качества, логистика, отгрузка

Сравнение стандартной интегральной схемы (ИС) иИнтегральная схема специального назначения (ASIC)
  • Время выхода на рынок ИС идеально подходят для быстрого прототипирования
  • NRE или единовременные расходы Стоимость внедрения стандартных приложений интегральных схем низкая
  • Стоимость единицы Стоимость ASIC низкая из-за отсутствия резервной функции
  • Энергопотребление Оптимальное энергопотребление явно идет на ASIC, поскольку он имеет специальную технологию и не имеет функции резервирования
  • Форм-фактор ASIC является победителем в этом компоненте благодаря своему энергопотреблению и малому форм-фактору
  • Производство Производство стандартных ИС происходит быстрее по сравнению с микросхемами ASIC, однако, когда стандартный компонент устаревает, требуется изменить дизайн продукта

Каковы преимущества специализированных интегральных схем?
  • Низкое энергопотребление
  • Высшая интеграция
  • Защита интеллектуальной собственности
  • Высшая функциональность
  • Меньшая занимаемая площадь

Выбор между стандартной интегральной схемой (IC) и специализированной интегральной схемой (ASIC)

Выбор между двумя действительно зависит от ваших потребностей.Прежде чем вы сможете решить, что важно для вашего бизнеса или продукта, вам необходимо оценить следующие факторы:

  • Стоимость единицы
  • Время выхода на рынок
  • Потребляемая мощность
  • Стоимость решения
  • Масштабируемость
  • Защита
  • Единовременные расходы
  • Форм-фактор
  • Контроль цепочки поставок

Выбор правильного решения зависит от требований вашего конкретного проекта. Выбор правильного решения может быть эффективным путем определения функциональности, сроков производства и стоимости.


Linear MicroSystems, Inc. с гордостью предлагает свои услуги по всему миру, а также в прилегающих районах и городах вокруг нашей штаб-квартиры в Ирвине, Калифорния: Mission Viejo, Laguna Niguel, Huntington Beach, Santa Ana, Fountain Valley, Anaheim, Orange Графство, Фуллертон и Лос-Анджелес.

Интегрированный контур для конкретного приложения

»Примечания по электронике

Обзор или учебное пособие по основам ASIC, специализированной интегральной схемы, ее преимуществам и недостаткам, а также доступным базовым типам.


FPGA Включает:
Основы ASIC


Специализированные интегральные схемы или ASIC — это, как следует из названия, нестандартные интегральные схемы, которые были разработаны для конкретного использования или приложения. Как правило, разработка ASIC будет осуществляться для продукта, который будет иметь большой производственный цикл, и ASIC может содержать очень большую часть электроники, необходимой для одной интегральной схемы. Как можно догадаться, стоимость разработки ASIC высока, и поэтому они, как правило, предназначаются для продуктов большого объема.

Несмотря на стоимость конструкции ASIC, ASIC могут быть очень рентабельными для многих приложений с большими объемами. Можно адаптировать дизайн ASIC для точного соответствия требованиям продукта, и использование ASIC может означать, что большая часть общей конструкции может содержаться в одной интегральной схеме, а количество дополнительных компонентов может быть значительно сокращено. В результате они широко используются в массовых продуктах, таких как сотовые телефоны или другие подобные приложения, часто для потребительских продуктов, объемы которых выше, или для бизнес-продуктов, которые широко используются.

Первые специализированные интегральные схемы (ASIC) традиционно предназначены только для логических функций. Теперь конструкции ASIC со смешанными сигналами могут включать как аналоговые (включая RF), так и логические функции. Эти ASIC со смешанными сигналами особенно полезны для создания законченной системы на кристалле, SoC. Здесь полная система или продукт интегрированы в микросхему и практически не требуются никакие другие компоненты. Это делает дизайн ASIC со смешанными сигналами очень привлекательным предложением для многих приложений.

Начало ASIC

Истоки ASIC можно проследить до начала 1980-х годов. Примерно в это же время ИС начали оказывать серьезное влияние на электронную промышленность. Ввиду преимуществ, которые предоставляют ИС, и ограниченного количества доступных, были предприняты некоторые попытки создать логические микросхемы, которые можно было бы легко сфокусировать на конкретном приложении. В одной из первых инициатив, предпринятой британской компанией Ferranti, использовалась так называемая незафиксированная логическая матрица (ULA).Эта схема обеспечивала индивидуальную настройку за счет изменения металлической маски межблочного соединения.

Первые ULA содержали всего несколько тысяч затворов, но более поздние версии имели более высокий уровень гибкости и использовали различные базовые матрицы, адаптированные как для металлических, так и для поликремниевых слоев. В некоторых случаях элементы RAM были включены в базовый ULA.

На основе этих ранних разработок было разработано несколько различных типов ASIC. Сейчас многие ASIC очень сложны, а некоторые представляют собой ASIC со смешанными сигналами, которые включают как аналоговые, так и цифровые схемы.

Основы ASIC

Разработка и изготовление конструкции ASIC, включая схему ASIC, — очень дорогостоящий процесс. Чтобы снизить затраты, можно использовать разные уровни настройки. Это может позволить снизить затраты для проектов, в которых не требуется больших уровней настройки ASIC. По сути, можно использовать три уровня ASIC:

  • Gate Array Этот тип ASIC наименее настраиваемый.Здесь кремниевые слои являются стандартными, но слои металлизации, обеспечивающие межсоединения между различными областями на кристалле, настраиваются. Этот тип ASIC идеален там, где требуется большое количество стандартных функций, которые могут быть подключены определенным образом для удовлетворения заданных требований.
  • Стандартная ячейка Для этого типа ASIC маска имеет индивидуальную конструкцию, но кремний состоит из компонентов библиотеки. Это дает высокую степень гибкости при условии, что стандартные функции соответствуют требованиям.
  • Полная индивидуальная конструкция Этот тип ASIC является наиболее гибким, поскольку он включает в себя разработку ASIC вплоть до уровня транзистора. Схема ASIC может быть адаптирована к точным требованиям схемы. Хотя он обеспечивает высочайшую степень гибкости, затраты намного выше, и на его разработку уходит гораздо больше времени. Риски также выше, поскольку весь проект не протестирован и не построен из элементов библиотеки, которые использовались ранее.

ASIC предлагает очень привлекательное решение для многих приложений с большим объемом.Они позволяют объединить значительное количество схем на одном кристалле. Если бы схемы были собраны с использованием запатентованных микросхем, потребовались бы дополнительные компоненты и, следовательно, площадь платы. Затраты на производство были бы больше. При достаточном объеме нестандартные микросхемы в виде ASIC предлагают очень привлекательное предложение. В дополнение к аспектам стоимости, ASIC также могут иногда использоваться, потому что схемы включения могут быть сделаны, которые могут быть технически не жизнеспособными при использовании других технологий.Они могут предлагать скорость и производительность, которые были бы невозможны при использовании дискретных компонентов. При разработке ASIC часто бывает необходимо нанять другую специализированную компанию для предоставления услуг по разработке ASIC. Используя их опыт, проектирование может быть выполнено более эффективно — с точки зрения правильной функциональности, затрат и сроков.

Другие электронные компоненты:
Резисторы Конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор Полевой транзистор Типы памяти Тиристор Разъемы ВЧ разъемы Клапаны / трубки Аккумуляторы Переключатели Реле
Вернуться в меню «Компоненты».. .

Как специализированные интегральные схемы обеспечивают будущее ИТ сегодня

ASIC обозначает специализированную интегральную схему. ASIC — это кремниевые микросхемы, разработанные для очень конкретной цели, созданные для очень эффективного выполнения повторяющейся функции — в отличие от микросхем общего назначения, которые могут выполнять бесконечное множество функций, но менее эффективно (например, графические процессоры или процессоры). ASIC используются в частных центрах обработки данных, публичных облаках и подключенных устройствах по всему миру.

Вот несколько примеров того, как ASIC обеспечивают будущее ИТ сегодня:

  1. Машинное обучение : Tensor Processing Units (TPU) Google — это тип ASIC, предназначенный для запуска ключевых алгоритмов глубокого обучения в рамках TensorFlow. фреймворк машинного обучения. Изначально Google использовал графические процессоры и процессоры для обучения моделей машинного обучения, но с тех пор разработал TPU нового поколения, предназначенный как для обучения, так и для запуска моделей. TensorFlow — это разработанная Google библиотека машинного обучения с открытым исходным кодом, которая лучше всего работает на TPU, но также работает как на процессорах, так и на графических процессорах.
  2. Блокчейн : По своей природе многие криптовалюты должны обнаруживать блоки с помощью алгоритмов хеширования, и сложность этих открытий со временем возрастает по мере обнаружения большего количества блоков. Возрастающая сложность ведет к гонке вооружений вычислительной мощности и часто приводит к тому, что ASIC обгоняют CPU и GPU. Биткойн, например, изначально добывался на процессорах и графических процессорах, но примерно в 2013 году были созданы первые биткойн-ASIC, которые могли запускать алгоритм хеширования SHA-256, используемый Биткойном, намного быстрее и эффективнее, чем чипы общего назначения, что сделало процессоры и графические процессоры устаревшими для эта функция.Сегодня Bitmain является мировым лидером в разработке, производстве и развертывании аппаратных интегральных схем ASIC с доходом, который, вероятно, превысит доход Nvidia в 2017 году. Рынок стал настолько горячим, что даже крупнейший в мире продавец микросхем, Samsung, производит микросхемы ASIC для майнинга криптовалюты. Однако Bitmain не только проектирует и производит оборудование. Компания управляет одними из крупнейших центров обработки данных в мире, заполненных их собственными ASIC, которые они используют для майнинга криптовалют, прежде чем продавать оборудование перепродавцам и другим майнерам.Bitmain теперь превращает свой опыт в области ASIC в искусственный интеллект и, похоже, готов выйти на рынок машинного обучения как услуги (MLaaS), чтобы конкурировать с предложениями таких компаний, как AWS и Google.
  3. «граничные» устройства Интернета вещей : Цифровая революция основана на схемах, встроенных в интеллектуальные устройства. Сами устройства IoT часто используют специализированные интегральные схемы ASIC, чтобы уменьшить физическое пространство на кристалле и функционировать в условиях низкого энергопотребления. Кроме того, существуют комплекты IoT, которые подключаются к облачным платформам, таким как AWS IoT Core, TensorFlow или Google Cloud, которые сами могут запускать ASIC.Таким образом, устройства IoT используют ASIC для сбора данных с датчиков, передачи этих данных в существующие алгоритмические модели, работающие на облачных ASIC, и отправки предупреждений или других результатов из модели обратно конечному пользователю или просто передачи модели для лучшего прогнозирования. будущие результаты.
  4. Мультиоблачная среда : Корпоративные ИТ, на которых работает все, от социальных сетей до спортивных мероприятий и банкоматов, следует рассматривать в целом как мультиоблачную среду. Сегодня цифровой бизнес полагается на сочетание общедоступного облака, частного облака и локального оборудования.В рамках этой среды ASIC могут находиться как в локальной, так и в облачной среде. ASIC уже доступны в мультиоблаке через MLaaS, и многие организации уже используют эту технологию.

Почему организации обращаются к ASIC?

Поскольку предприятия внедряют технологии, основанные на ASIC, такие как машинное обучение и блокчейн, ASIC предоставляют преимущества, включая скорость и энергоэффективность, что приводит к снижению операционных затрат и часто способствует совершенствованию инноваций.

Когда процессоры и графические процессоры не могут сократить масштаб, организации нанимают команды для создания специализированных схем. Как объяснил IDG Дуг Бургер, выдающийся инженер группы Microsoft Research по новым технологиям и опыту (NExT): «Я думаю, что в области приложений большой прорыв в масштабе произойдет за счет технологий, не связанных с процессором». ЦП заменят ASIC или родственная технология.

KnuEdge — компания, производящая технологии распознавания голоса и аутентификации военного уровня.После того, как компания обнаружила, что не может достичь требуемой производительности с оборудованием общего назначения, KnuEdge сформировал новую команду, посвященную созданию ASIC. Результатом стал процессор KNUPATH LambdaFabric, разработанный специально для быстрого, эффективного и точного распознавания голоса.

Чтобы лучше понять ценность технологии ASIC, мы можем обратиться к недавнему исследованию Калифорнийского университета в Сан-Диего, которое показало, что общая стоимость владения (TCO) облаков ASIC значительно превосходит графические процессоры и процессоры для таких приложений, как глубокое обучение, перекодирование видео и т. Д. майнинг криптовалюты.Из исследования: «Облака ASIC превосходят совокупную стоимость владения облаков ЦП на операции в секунду (операций / с) в 6270, 704 и 8695 раз для биткойнов, лайткойнов и перекодирования видео соответственно. ASIC Clouds превосходит совокупную стоимость владения GPU Clouds на операции в секунду в 1057, 155 и 199 раз для биткойнов, лайткойнов и глубокого обучения соответственно ».

Риски, связанные с разработкой или владением оборудованием ASIC

Хотя ASIC хороши в том, что они делают, они только хороши в этом одном. Это может сделать покупку или создание ASIC рискованным в случае, если единственная цель устареет в будущем.Чтобы снизить этот риск, некоторые компании обращаются к ПЛИС (программируемые вентильные массивы), которые похожи на ASIC, но настраиваются, что означает, что они получают большую часть эффективности ASIC без особой приверженности базовой логике и функциям. Компания Microsoft Bing, например, провела тест по развертыванию FPGA и ASIC в одном из своих центров обработки данных, чтобы повысить скорость и эффективность поисковой системы. Тест оказался огромным успехом, с двукратным увеличением пропускной способности и значительным сокращением сетевой задержки с FPGA.Microsoft обнаружила лучшую энергоэффективность при масштабировании с помощью ASIC, но в итоге выбрала вместо этого FPGA, потому что они могут быть перепрограммированы позже для решения других задач.

К счастью, выбор между ASIC и FPGA за капитальные затраты или создание группы людей для работы над индивидуальными решениями не является необходимым благодаря облачным технологиям, позволяющим арендовать место на машинах другой организации. Хотя, как и следовало ожидать, долгосрочную экономию затрат можно снизить, полагаясь исключительно на облачного провайдера для этой технологии.На данный момент самый безопасный шаг для компаний, которые хотят участвовать в технологии, основанной на ASIC, — это начать с облака и подумать о переносе возможностей внутри компании после того, как будет доказано, что они сохранят свою устойчивость.

Будущее ASIC — в мультиоблаке

ASIC обеспечивают цифровую трансформацию и начинают играть ключевую роль в центрах обработки данных, как частных, так и государственных. Сегодня для опытных ИТ-лидеров вопрос не в , следует ли им использовать ASIC (или FPGA), а в том, как лучше всего интегрировать эту технологию с обычными процессорами и графическими процессорами в мультиоблачной среде и как лучше всего управлять расходами с помощью жизненный цикл разработки программного обеспечения и производственного развертывания.

Риски, такие как технологическое устаревание, часто являются бременем тех компаний, которые вносят вклад в цифровую экономику. Разработка собственных микросхем ASIC может быть возможна только для хорошо финансируемых проектов, основанных на передовых технологиях, и может быть единственным вариантом для цифровых лидеров оставаться в авангарде своих рынков.

Copyright © 2018 IDG Communications, Inc.

Одночиповые решения ASIC / ASSP Энергетические инновации в медицинских устройствах

Автор: Роберт Тонг
AMI Semiconductor

Технологии медицинских устройств развиваются быстрыми темпами, что позволяет оказывать более качественный и менее навязчивый уход за пациентами.Этому способствуют достижения в области разработки полупроводников, которые обеспечивают решения с меньшим форм-фактором, способные объединить аналоговые схемы и цифровую обработку сигналов в одном устройстве.

Растущее число имплантируемых медицинских устройств также включает радиомодули со сверхнизким энергопотреблением на базе службы медицинской связи на имплантатах (MICS). Это переводит имплантированные устройства на другой уровень, где данные, собранные и обработанные имплантатом, могут передаваться по беспроводной сети во внешний мир, предоставляя полезную, часто важную информацию медицинским работникам.

Задачи, стоящие перед разработчиками и производителями полупроводников для медицинских приложений, сложны и продолжаются, поскольку продолжается поиск меньших форм-факторов, более низкого энергопотребления и большей функциональности. Усложнение задачи является предпосылкой исключительной надежности и неизбежного спроса на низкую стоимость.

Приложения
Число медицинских приложений для полупроводников увеличивается, поскольку все больше классов биомедицинского оборудования используют преимущества того, что может предложить электроника с одним чипом, малым форм-фактором и смешанными сигналами.Например, возможность комбинировать аналоговые и цифровые сигналы в непосредственной близости с беспроводной связью позволила разработать новые имплантируемые продукты для управления сердечным ритмом (CRM), нейростимлютаторы, лекарственные помпы, а также датчики глюкозы и давления. способствовала разработке и производству цифровых слуховых аппаратов нового поколения, которые предлагают гораздо лучшие характеристики по сравнению с их аналоговыми предшественниками. Они размещены в таких маленьких упаковках, что их можно незаметно вставить в ушной канал.

Новые технологические процессы
Все однокристальные ASIC / ASSP (специализированные интегральные схемы) решения для имплантируемых медицинских приложений должны потреблять как можно меньше энергии, чтобы продлить срок службы батареи и, следовательно, увеличить время между процедурами инвазивной замены. Однако во многих приложениях возникает дополнительная проблема: при достижении минимально возможного энергопотребления ASIC / ASSP также должны быть способны передавать сигналы высокого напряжения; В приложениях CRM управляющие выходные каскады, вероятно, будут иметь напряжение в диапазоне от 10 В для кардиостимуляторов до почти 1000 В для дефибрилляторов.В прошлом противоречащие друг другу требования низкой мощности и высокого напряжения означали, что нужно было разработать два разных чипа. Ограничения размера приложения доказали, что это ключевой фактор в объединении двух микросхем, требующий разработки новых производственных процессов, которые позволяют сосуществовать малой мощности и высокому напряжению в одном устройстве.

AMIS решила эту проблему с помощью специальной схемы изоляции, называемой глубоким траншейным барьером, которая физически отделяет встроенные схемы малой мощности от напряжений высокой мощности.Глубокий барьер траншеи добавлен к модифицированной версии процесса производства полупроводников CMOS, который обычно используется в медицинской электронике.

Добавление радиомодуля с низким энергопотреблением
Благодаря тому, что стандарт радиосвязи диапазона MICS в настоящее время хорошо известен, количество имплантируемых устройств, которые включают маломощный радиопередатчик или передатчик / приемник, быстро растет. Радиостанция с низким энергопотреблением не только позволяет загружать записанные данные, но и облегчает перепрограммирование имплантированных устройств.В случае устройств CRM ожидается, что радиочастотная (RF) связь заменит устоявшуюся, но громоздкую технологию индуктивного зондирования, используемую в настоящее время.

Относительно низкая скорость передачи данных (от 10 кбит / с до 20 кбит / с) и требования медицинских приложений к малому радиусу действия приводят к относительно небольшим потребностям в электроэнергии. Однако с учетом того, что любое продление срока службы имплантированного устройства считается преимуществом, полупроводниковые компании предпринимают дополнительные шаги для дальнейшего снижения энергопотребления.AMIS, например, использует функцию, называемую «режим прослушивания», при которой радиостанция обычно находится в спящем режиме, только периодически просыпаясь, чтобы опрашивать соответствующую радиочастоту на предмет наличия запрашивающего РЧ-сигнала. Частоту опроса можно предварительно настроить в соответствии с потребностями конкретного приложения.

Заключение
Количество приложений и использования однокристальных решений для имплантируемых и других медицинских устройств, похоже, будет продолжать расти. Наличие множества аналоговых и цифровых IP-блоков поможет сократить время и затраты на разработку и упростить внедрение технологии в медицинские приложения.Включение маломощных радиоприемников в имплантированные устройства позволит пациентам быть беспроводными, что обеспечит им лучшее качество жизни, а также предоставит медицинскому персоналу легкий доступ к большему количеству данных, чем это было возможно в прошлом.

ИСТОЧНИК: AMI Semiconductor

.
Обновлено: 27.07.2021 — 04:46

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *