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XXX Power POWER 24 - GENNAIO/FEBBRAIO 2021 Le aziende del settore EDA hanno gi à introdotto una seconda ondata di soluzioni per la progettazione e per la verifica di progetti low power. Tali soluzioni inclu- dono tool di analisi che raccomandano, oppure inseri- scono direttamente, blocchi di logica per la riduzione della potenza in quei costrutti che, nel corso della si- mulazione, vengono identificati come candidati adatti a un’ottimizzazione in tal senso. È possibile prevedere che in futuro un monitoraggio effettuato direttamen- te nel silicio possa raccogliere dati sull’utilizzo dei co- strutti progettuali più voraci di potenza, in modo che i progettisti delle successive iterazioni di sviluppo possa- no disporre di dati sufficienti per poter implementare ulteriori ottimizzazioni. Ogni singolo progettista parte- cipa in tal modo a un lavoro di gruppo, prolungando all’atto pratico gli effetti della Legge di Moore al di l à di quanto rappresentabile meramente con il numero dei transistor. La porzione di un progetto relativa al sistema e al soft- ware – vale a dire la “S” dell’acronimo SoC – costituisce una componente importante del nostro “Kit di Soprav- vivenza”. In quest’ambito, vi è un’area la cui importan- za, nella verifica dei SoC, è cresciuta significativamente nel corso degli ultimi 10 anni: è quella legata alla ne- cessit à di verificare le parti di un algoritmo relative al firmware e al software applicativo. Talvolta ciò richiede un’attivit à di testing più estesa di quella consentita dal- la simulazione, invocando l’utilizzo dell’emulazione e di app low power per l’emulatore. Tali app incorporano le parti dell’algoritmo relative al firmware e all’OS di- rettamente nella verifica del SoC, anziché limitarsi sola- mente a imitarle, potenzialmente in modo incompleto, all’interno di un testbench di simulazione. Per quanto riguarda il software in senso lato, va sot- tolineato che le applicazioni e i sistemi operativi per i dispositivi mobili stanno svolgendo un ruolo di primo piano nella minimizzazione della potenza utilizzata. Nella “app economy”, infatti, il successo o meno di un prodotto può spesso dipendere dall’impatto che esso ha sull’autonomia della batteria. Nella nostra Guida di Sopravvivenza, quello del cloud è un capitolo importante. Infatti, una delle svolte avve- nute nel settore dell’elettronica mobile che è in parte riconducibile a considerazioni sul tema del low power è quella relativa all’elaborazione di tipo client/server. Le numerose generazioni di miglioramenti che si sono sus- seguite nelle tecnologie delle reti cellulari e delle reti Wi-Fi hanno consentito questa svolta e stanno ancora continuando a farlo. Le reti cellulari 5G, ad esempio, introducono miglioramenti dell’efficienza energetica, in bit per Joule, dell’ordine di 1000:1. Ciò rende l’u- tilizzo di applicazioni cloud sui telefoni cellulari e sui tablet molto appetibile. Un’area tecnologica che ha invece gi à raggiunto una notevole maturit à nel percorso di adattamento alle lo- giche low power, come conseguenza dei requisiti di ele- vata densit à , è quella dello storage. Negli ultimi anni si è assistito a una transizione da tec- nologie di archiviazione “attive” e dalla memorizzazio- ne su supporti magnetici rotanti a tecnologie “statiche” su larga scala, come quella della memoria flash. Le me- morie flash di tipo NAND vengono utilizzate per le den- sit à più elevate, mentre quelle di tipo NOR per ottene- re alcuni benefici in termini di consumi, specialmente nei contesti in cui i dati vengono acceduti perlopiù in lettura. Le memorie flash sono uno dei componenti che pos- sono contribuire a creare l’illusione di un dispositivo mobile “sempre acceso”. Nel settore dei semiconduttori vi sono poi altre tecno- logie ancora un po’ in disparte, ma in attesa di assume- re un ruolo di primo piano: nuovi materiali e nuove strutture per i transistor dei semiconduttori, alternative a quelle dei tradizionali MOSFET, quali quelle basate sull’arseniuro di indio-gallio, oppure sul grafene, quel- la basata sul principio del pozzo quantico, quelle dei transistor a effetto tunnel, come anche le future tec- nologie della computazione ottica e di quella quanti- ca. Alcune di queste potrebbero in un prossimo futuro avere successo. Nel momento in cui gli aspetti economici si riveleran- no validi, il mercato selezioner à infatti la soluzione più adatta per affrontare le sfide del momento. Tra gli avanzamenti tecnologici che potrebbero presto impor- si, vi sono anche quelli relativi alla miniaturizzazione dei sensori discreti, come ad esempio gli accelerometri e i sensori giroscopici di posizionamento/movimento. Quest’area, in effetti, attualmente mostra una significa- tiva espansione all’interno del mercato. Sopravvivere (e prosperare) nella Nuova Era Una Guida di Sopravvivenza per il low power contiene molte tecniche e molte aree su cui concentrare le stra- tegie difensive – le architetture di SoC e CPU, lo stora- ge, la semplificazione della progettazione low power, la semplificazione della verifica, lo sviluppo di software e firmware ben progettato, nonché gli effetti indotti dal cloud e dalle future capacit à di comunicazione. I contributi di tutti questi elementi sono ugualmente importanti per l’obiettivo di preservare l’eredit à della Legge di Moore, quale espressione della complessit à della tecnologia e dell’impatto che la tecnologia ha sulle nostre vite quotidiane. Armati di questi strumenti per la sopravvivenza, i progettisti delle tecnologie mobi- li e dei tablet saranno in grado di adattarsi e di soprav- vivere negli anni a venire.