Scale4Edge elindult a második projektfázisba: Hibátűrő rendszer bemutatva a kezdő találkozón

Dr.-Ing. Markus Ulbricht bemutatta a Scale4Edge első projektfázisának IHP-eredményeit a kaiserslauterni nyitó találkozón. © edacentrum GmbH 2024/Andreas Vörg / Dr. Markus Ulbricht bemutatta a Scale4Edge első projektfázisának IHP-eredményeit a kaiserslauterni nyitó találkozón. © edacentrum GmbH 2024/Andreas Vörg

A Kaiserslauternben bemutatott TETRISC-SoC-demonstrátor a középen elhelyezett fejlesztett tesztchippel. © IHP 2024/Franziska Wegner / A Kaiserslauternben bemutatott TETRISC SoC-demonstrátor a kifejlesztett tesztchippel a központban. © IHP 2024/Franziska Wegner

Jövőbiztos speciális processzorok Németország technológiai szuverenitásáért a BMBF által támogatott KI-Mobil, KI-Power és Scale4Edge projektek közös rendezvényének napirendjén szerepeltek. Két szakaszban fejlesztési platformokat hoznak létre a jövőbiztos speciális processzorokhoz (ZuSE), különösen az Edge alkalmazásokhoz szükséges hardverekre, valamint az autóipari KI-processzorokra. A Kaiserslauternben tartott nyitóesemény február közepén megkezdte a második projektfázist. A kezdéskor megvitatták a processzorok szerepét a német/európai félvezetőfüggetlenség érdekében folytatott törekvésekben. A részt vevő 30 partner bemutatta az első fázis eredményeit. Az IHP – Leibniz Intézet az innovatív mikroelektronikáért Frankfurt (Oder) városából bemutatta a TETRISC-SoC demonstrátort egy adaptív és hibát toleráns többmagos rendszerhez. Az ezen az alapon fejlesztett chip négy nyílt forráskódú RISC-V magot tartalmaz, és a megbízhatóságkritikus környezetekben való használatra van optimalizálva, mint például a légi- vagy űrkutatás.

A körülbelül 30 partner a BMBF-ZuSE projektekben széles szakmai spektrumot fed le, és olyan problémákat dolgoz fel, mint az autóipar vagy az űrkutatás. Ezekhez az alkalmazásokhoz innovatív megoldások tartoznak, amelyek magas követelményeket támasztanak a teljesítményorientált elektronikával, processzorokkal, számítási kapacitással, miközben energiahatékonyság, megbízhatóság, tartósság és biztonság is elvárás. A nyitóeseményen élénk vita alakult ki a panelen, többek között Mario Brandenburg, a BMBF parlamenti államtitkára és a három projektkoordinátor részvételével, valamint a résztvevők körében. A további eszmecserén az IHP projektvezetője, Dr.-Ing. Markus Ulbricht válaszolt a TETRISC-SoC demonstrátorral kapcsolatos kérdésekre.

„Az Scale4Edge projekt első fázisában elsősorban a RISC-V magokkal rendelkező hibát toleráns rendszer tervezésére összpontosítottunk. A létrejött teszthez chip, amely a bemutatott demonstrátorban is szerepel, három szenzort tartalmaz, amelyek mérik a hőmérsékletet, az öregedési folyamatot és a sugárterhelést. Ennek alapján a rendszer valós időben képes alkalmazkodni ezekhez a megbízhatóság szempontjából kritikus és részben erősen változó paraméterekhez. Az magok adaptívan tudják megosztani a teljesítményterhelést egymás között, elkerülve a túlzott hőfejlődést, így megakadályozva a rendszer károsodását. Magasabb sugárzás vagy erősebb öregedési hatások esetén redundánsan működnek, így mindig megbízható eredményt adva„ – magyarázza Dr.-Ing. Markus Ulbricht. „Első tesztverziónkkal elsősorban azt tanultuk meg, hogyan kell a rendszert tervezni, és hol vannak esetleges gyenge pontok. Emellett a teljesítményfelvétel és a maximális órajel elemzésében is segített„ – egészíti ki.

A második szakaszban a kifejlesztett chipet tovább optimalizálják, és végső lépésként sugárzási tesztnek vetik alá. Emellett az IHP csapata nemcsak az open-source rendszerblokkokra helyezi a hangsúlyt, hanem a tervezést lehetőség szerint nyílt forráskódú eszközökkel valósítja meg, és az egész hibát toleráns rendszert nyílt forrásként teszi elérhetővé. A Scale4Edge projekt második szakasza 2025 december végéig tart.

Az Open Source-ról:

Az Open Source nyílt forráskódú, azaz szabadon hozzáférhető szoftvereket, hardvereket és módszereket jelent. A forrásokat szabadon meg lehet tekinteni, használni, módosítani és terjeszteni. A közösség szabványokat és formátumokat határoz meg a fejlesztés során. Egy ismert példa az open-source operációs rendszer Linux, amely az 1990-es évek óta alternatívát jelent a Windows és a MacOS számára, és magas teljesítményű, professzionális alkalmazásokban használják. Licencdíjak és függőségek nélkül az Open Source lehetővé teszi egyetemek és hallgatóik, valamint KKV-k számára, hogy alacsonyküszöbű hozzáférést kapjanak ezekhez a technológiai megoldásokhoz.

Az IHP kutatásokat és fejlesztéseket végez az open-source megoldások terén a mikroelektronika környezetében.

A GitHub tárhelyen keresztül az IHP hozzáférést biztosít egy open-source PDK-hoz a SG13G2 BiCMOS technológiához, amelyet az intézet gyártási terveihez lehet felhasználni a saját tervezéseknél a tisztatérben.

Az open-source megközelítés fontos összetevő a mikroelektronikus rendszerek megbízható elektronika megvalósításában és Németország, illetve Európa technológiai szuverenitásának biztosításában. Az IHP kutatásai ebben jelentős hozzájárulást nyújtanak.