Scale4Edge zahájil druhou fázi projektu: Tolerantní systém při úvodním setkání představen

Dr.-Ing. Markus Ulbricht představil na úvodním setkání v Kaiserslautern výsledky IHP z první fáze projektu Scale4Edge. © edacentrum GmbH 2024/Andreas Vörg / Dr. Markus Ulbricht představil výsledky IHP z první fáze projektu Scale4Edge na úvodní schůzce v Kaiserslautern. © edacentrum GmbH 2024/Andreas Vörg

Demonstrátor TETRISC-SoC představený v Kaiserslautern s vyvinutým testovacím čipem uprostřed. © IHP 2024/Franziska Wegner / Demonstrátor TETRISC SoC představený v Kaiserslautern s vyvinutým testovacím čipem uprostřed. © IHP 2024/Franziska Wegner

Budoucí schopné speciální procesory pro technologickou suverenitu v Německu byly na programu společné akce projektů financovaných Spolkovým ministerstvem vzdělávání a výzkumu (BMBF) KI-Mobil, KI-Power a Scale4Edge. V dvou fázích jsou vyvíjeny vývojové platformy pro budoucí schopné speciální procesory (ZuSE) se zaměřením na hardware pro Edge aplikace a AI procesory pro oblast automobilového průmyslu. Úvodní akce v Kaiserslauternu zahájila v polovině února druhou projektovou fázi. Při zahájení byla diskutována role procesorů v německých/evropských snahách o polovodičovou suverenitu. Zúčastněných 30 partnerů také představilo výsledky první fáze. IHP – Leibnizův institut pro inovativní mikroelektroniku z Frankfurtu (Oder) představil demonstrátor TETRISC-SoC pro adaptivní a chybově tolerantní vícejádrový systém. Čip vyvinutý na základě této platformy má čtyři open-source RISC-V jádra a je optimalizován pro použití v prostředích kritických z hlediska spolehlivosti, jako jsou letectví nebo kosmonautika.

O přibližně 30 partnerů projektů BMBF-ZuSE pokrývá široké odborné spektrum a řeší problémy například v oblastech automobilového průmyslu a pro vesmír. Společně tyto aplikace představují inovativní řešení, která splňují vysoké požadavky na výkonnou elektroniku, procesory, výpočetní výkon při současné energetické účinnosti, spolehlivosti, odolnosti a bezpečnosti. Při úvodním setkání došlo proto k živé diskusi na panelu, mimo jiné s Mariem Brandenburgem, parlamentárním státním tajemníkem BMBF, a třemi koordinátory projektů, ale také mezi účastníky. Při následném výměně názorů se projektový vedoucí IHP Dr.-Ing. Markus Ulbricht zeptal na otázky týkající se demonstrátoru TETRISC-SoC.

„V první fázi projektu Scale4Edge jsme se zaměřili především na návrh chybově tolerantního systému s jádry RISC-V. Vyvinutý testovací čip, který je také součástí představeného demonstrátoru, má tři senzory, které kontrolují teplotu, proces stárnutí a radiační zátěž. Na základě toho se systém může v reálném čase přizpůsobit těmto velmi kritickým a částečně výrazně měnícím se parametrům spolehlivosti. Adaptivně mohou jádra přerozdělovat svou výkonnostní zátěž mezi sebou a tím zabránit nadměrnému vzniku tepla, což zabraňuje poškození systému. Při zvýšené radiaci nebo silných stárnoucích účincích pracují redundantně, takže vždy je k dispozici spolehlivý výsledek na základě většinového rozhodnutí,“ vysvětluje Dr.-Ing. Markus Ulbricht. „S naší první testovací verzí jsme se především naučili, jak systém navrhnout a kde mohou být slabá místa. Také sloužila k analýze spotřeby energie a maximální taktovací frekvence,“ doplňuje.

Ve druhé fázi bude vyvinutý čip dále optimalizován a jako poslední krok podroben zkoušce odolnosti vůči záření. Navíc tým IHP nechce pouze zvýšit využívání open-source systémových bloků, ale také co nejvíce implementovat návrh s open-source nástroji a celý chybově tolerantní systém zpřístupnit jako open-source. Projekt Scale4Edge běží ve své druhé fázi do konce prosince 2025.

O Open Source:

Open Source označuje otevřený, tj. volně přístupný software, hardware a metodiky. Zdrojové kódy lze volně prohlížet, používat, upravovat a šířit. Komunita stanovuje při dalším vývoji standardy a formáty. Známým příkladem je open-source operační systém Linux, který od 90. let představuje alternativu k Windows a MacOS a je používán v vysoce výkonných, profesionálních aplikacích. Bez licenčních poplatků a závislostí umožňuje open source také univerzitám a jejich studentům, stejně jako malým a středním podnikům, nízkoprahový přístup k těmto technickým řešením.

IHP vyvíjí a vytváří open-source řešení v oblasti mikroelektroniky.

Prostřednictvím repozitáře GitHub nabízí IHP přístup k open-source PDK pro technologii SG13G2 BiCMOS, s jejíž pomocí lze vytvářet návrhy pro výrobu v čistém prostředí IHP.

Open-source přístup je důležitou součástí pro realizaci důvěryhodné elektroniky a zajištění technologické suverenity Německa a Evropy. IHP přispívá svým výzkumem k tomuto cíli.