Flexicore: Biegsame Billig-CPUs aus Plastik

[Simon Moon]

https://www.heise.de/news/Plastikprozessoren-Die-ersten-biegbaren-CPUs-fuer-weniger-als-1-Cent-7144141.html
Ein Forschungsteam der University of Illinois hat einen Mini-Prozessor aus flexiblem Kunststoff entwickelt, der sich für weniger als einen Cent pro Chip herstellen lässt. Er soll als Grundlage dienen, um allerlei Alltagsgegenständen ein bisschen Rechenleistung zu verleihen – bis hin zur Getränkeflasche im Supermarkt.

Irgendwie ist sowas schon laengst ueberfaellig. Ich weiss nicht, wann ich das erste mal vom smarten Kuehlschrank gehoert habe, aber das duerfte schon vor ueber 10 Jahren gewesen sein - dabei war von Anfang an klar, dass sowas ohne "smarte Verpackungen" sowieso nicht funktioniert. Ueberhaupt werden mit solchen CPUs ganz neue Anwendungen moeglich - der Impact duerfte wohl langfristig groesser werden als beim Transistor an und fuer sich. Aber bis sich das durchsetzt, duerften wohl locker noch 20 Jahre vergehen... was irgendwie nervig ist, da ich auch nicht juenger werde -.-

[BlacKi]

die effizienz ist jenseits von gut und böse. ian cutress hatte mal ein video dazu vor einem jahr.

waevGf8MPiA

[=Floi=]

Die rechenleistung ist in der cloud oder vor ort, aber für die flasche reicht auch ein code.
Ich sehe da auch keinen nutzen. Man steigert nur die kosten und nicht den nutzen, wenn man alles noch komplexer macht.

[Rooter]

Schön und gut so eine simple, kleine Plastik-CPU. Aber woher bekommt die ihren Strom?

MfG
Rooter

[Simon Moon]

Die rechenleistung ist in der cloud oder vor ort, aber für die flasche reicht auch ein code.
Ich sehe da auch keinen nutzen. Man steigert nur die kosten und nicht den nutzen, wenn man alles noch komplexer macht.

Da gehts nicht um Rechenleistung, das ist ein 4Bit Prozessor mit 2k Transistoren.

Und Anwendungsbereiche gibts da schon viele - etwa wenn du die Lieferkette speichern, die Lagerung dokumentieren oder irgendwelche Sensordaten auslesen willst. Oder auch in der Medizinaltechnik - simple Wegwerfsensoren welche problemlos zum Duschen getragen werden koennen.


Schön und gut so eine simple, kleine Plastik-CPU. Aber woher bekommt die ihren Strom?

Je nach Situation wohl Bewegungs- oder Waermenergie. Oder Batterien.

[Platos]

Trotzdem: Was bitte soll eine Flasche mit nem Prozessor? QR Code und gut ist. Wie soll mit dem Prozessor kommuniziert werden? Braucht dann auch gleich gängige Kabellose Übertragungsformen. Auch mit Plastik?

Aber wenn Strom benötigt wird, wie soll durch Wärme/Bewegung Strom entstehen? Klar, durch Umwandlung, aber das wird ja wohl in so einem kleinen Massstab nicht billig sein.

Sicherlich gibts einige Anwendungsbereiche, die davon enorm profitieren könnten, aber wenn die Energieeffizienz so unterirdisch ist, wirds wohl nirgendswo eingesetzt, wo es bessere Alternativen gibt oder aber einfach nur unnötig ist (Flasche).

[=Floi=]

Da gehts nicht um Rechenleistung, das ist ein 4Bit Prozessor mit 2k Transistoren.

Und Anwendungsbereiche gibts da schon viele - etwa wenn du die Lieferkette speichern, die Lagerung dokumentieren oder irgendwelche Sensordaten auslesen willst. Oder auch in der Medizinaltechnik - simple Wegwerfsensoren welche problemlos zum Duschen getragen werden koennen.




Je nach Situation wohl Bewegungs- oder Waermenergie. Oder Batterien.

Das meinte ich ja. Die rechenleistung sitzt heute zentral wo anders. Gerade mit den großen prozessoren kann man wirklich viel parallel machen.

Lieferkette, lagerung etc. kann man alles viel einfacher über scanner und datenbanken erledigen. Man benötigt sowieso pcs und interaktionen mit menschen oder anlagen.
Jedes halbwegs moderne produkt hat heute rückverfolung in der fertigung und einen data matrix code.


Steinigt mich, aber 4bit will heute niemand mehr haben. Da geht der ganze murks mit dem programmieren schon wieder an.
Ein STM32 hat so viele features und möglichkeiten. Zu sehr geringen preisen.

Ob man wirklich wegwerf sensoren haben will, ist auch so eine frage. Je wichtiger der sensorwert, desto eher wird auch ein kalibrierter sensorwert benötigt werden.

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Wir hatten schon maschinen die über eine wartungsanforfderung zum wechsel teurer teile aufforderten. Andere hersteller fahren die bauteile bis zum ausfall und gefühlt ist das wesentlich länger. Bei 2000€ bauteilen ist das sicherlich nötig, aber bei uns waren es eher 300€ bauteile und nur ein kostenfaktor oben drauf.

[Gratzner]

Trotzdem: Was bitte soll eine Flasche mit nem Prozessor? QR Code und gut ist.
Supermarktpersonal ersetzten; für Lebensmittel irgendwelche Temperatur- und Kühlverläufe protokolieren; etc

Lieferkette, lagerung etc. kann man alles viel einfacher über scanner und datenbanken erledigen.
Manchmal ist Abscannen blöd, wie beispielsweise bei einer Inventur im Supermarkt. Da muss man alles rausräumen, um jedes Produkt einzeln abzuscannen. Oder beim Bezahlen, da wird ja schon Barcodes und alles benutzt, man brauch trotzdem weiterhin den Kassierangestellten (bspw. wegen Diebstahl)

Wie soll mit dem Prozessor kommuniziert werden? Braucht dann auch gleich gängige Kabellose Übertragungsformen. Auch mit Plastik?
RFID ist eine Möglichkeit, funktioniert auch mit Plastik


Aber wenn Strom benötigt wird, wie soll durch Wärme/Bewegung Strom entstehen? Klar, durch Umwandlung, aber das wird ja wohl in so einem kleinen Massstab nicht billig sein.
Die RFID-Antennen können gleichzeitig für Energy-Harvesting benutzt werden


Ob man wirklich wegwerf sensoren haben will, ist auch so eine frage. Je wichtiger der sensorwert, desto eher wird auch ein kalibrierter sensorwert benötigt werden.

Wenn man bspw. Lieferbedingungen protokollieren will, reicht es ja zu, wenn die Europalette oder der LKW oder womit auch immer die Produkte geliefert werden, den Sensor hat. Es brauch ja nicht zwangsweise jede Verpackung ein Sensor

Irgendwie ist sowas schon laengst ueberfaellig. Ich weiss nicht, wann ich das erste mal vom smarten Kuehlschrank gehoert habe, aber das duerfte schon vor ueber 10 Jahren gewesen sein - dabei war von Anfang an klar, dass sowas ohne "smarte Verpackungen" sowieso nicht funktioniert. Ueberhaupt werden mit solchen CPUs ganz neue Anwendungen moeglich - der Impact duerfte wohl langfristig groesser werden als beim Transistor an und fuer sich.
Ernsthaft, Ich finde es komplett degeneriert, was Du hier geschrieben hast (ich hoffe mal sehr stark, Du meinst es nicht so). Du behauptest hier, die Auswirkungen von Prozessoren in Kunststoff soll größer sein, als die Entdeckung des Transistors und als Begründung lieferst Du fucking smarte Kühlschränke und dafür benötigte smarte Verpackungen. Also sprich, 1 next-level-shit Konsumgegenstände + 1 Evolution von Verpackungsmüll (welche weder hilft ihn zu vermeiden noch ihn besser zu entsorgen) soll wichtiger sein, als der Transistor? Ich mein, die Anwendungen, die Du genannt hast, sind einfach next level (hemmungsloser) Konsum, da sind selbst proprietäre Schrauben revolutionärer

[Fusion_Power]

Plastik kann Strom leiten? Interessant, wusste ich nicht. :uponder:

[Gratzner]

Komm schon, Du wirst doch wohl als deutsche Muttersprachler wissen, was 'mit' bedeutet. Das Wort 'mit' drückt in einer seiner Bedeutungen "eine aktive oder passive Beteiligung an einer Handlung, einem Vorgang aus" [Quelle: Duden (https://www.duden.de/rechtschreibung/mit_inklusive_auch_mitsamt)]. Kabellose Übertragung 'mit Plastik' heißt erstmal nur, das Plastik irgendwie mitbeteiligt ist, beispielsweise der Einhäusung der eigentliche Antenne.

Davon ab gibt es wirklich leitfähige Polymere...

Edit: btw weil wir ja bei Korinthenkackerei angelegt sind: hier im Thread geht es nicht um einen Plastikprozessor (wenn doch, dann hättest Du dort dein leitfähiges Plastik). Wie auch immer, der vermeintliche Plastikprozessor ist aus Indium-Gallium-Zinkoxid gemacht. Indium-Gallium-Zinkoxid ist ein Halbleiter und kein Kunststoff. Der Halbleiter kann lediglich auf amorphe Substrate aufgebracht werden, wie Kunststoffe

[Fusion_Power]

Gut, dann ist der Treadtitel aber leicht irreführend. ;)

[Platos]

Gut, dann ist der Treadtitel aber leicht irreführend. ;)

Er ist dann anscheinend komplett falsch. Aus Plastik ist aus Plastik. Steht ja nicht CPU mit Plastik sonder aus Plastik. Da muss mindestens das "Wesentliche" aus Plastik sein. Genauso gut könnte ich sagen, laminiertes Papier ist Papier aus Plastik.

Aber damit erübrigt sich ja jegliche Diskussion über Plastik :D

[Tobalt]

Gratzner: im Artikel steht 'aus' Kunststoff.. und genau mit diesem 'novum' spielt doch diese non-news. flexible elektronik inkl. Transistoren sind doch ein alter hut.

💾 floppys waren auf foliesubstrat, Tape eh.

gebogene Displays bringen ihre Aktivmatrix dort auch drauf. die Herstellungsverfahren interessiert eine Biegung des substrats einfach nicht.

das Novum wäre halt wenn es komplett nur aus Plastik hergestellt würde, zB. mittels spincoating und litho, aber das ist ja nicht der Fall.

Wie gesagt die Techniken gibt es seit Dekaden...und genausolange wird von irgendwelche Marketing Leuten versucht eine sinnvolle Anwendung von flexibler Elektronik herbeizupropagieren. Erfolglos bislang

[mboeller]

Wie auch immer, der vermeintliche Plastikprozessor ist aus Indium-Gallium-Zinkoxid gemacht. Indium-Gallium-Zinkoxid ist ein Halbleiter und kein Kunststoff. Der Halbleiter kann lediglich auf amorphe Substrate aufgebracht werden, wie Kunststoffe

cool, also richtig giftige Wegwerfprozessoren. Nett... wir brauchen unbedingt mehr Sondermüll

[Simon Moon]

Die RFID-Antennen können gleichzeitig für Energy-Harvesting benutzt werden

Ob das bereits funktioniert, bin ich gespannt. Zum Energieverbrauch wurde ja noch nichts geaeussert und ich weiss jetzt auch nicht, wie viel Energie man ueber solche Antennen gewinnen kann und ob es reicht, diese auch ohne einen RFID Lesegeraet zu betreiben - was ja je nach Anwendungszweck notwendig waere.


Ernsthaft, Ich finde es komplett degeneriert, was Du hier geschrieben hast (ich hoffe mal sehr stark, Du meinst es nicht so). Du behauptest hier, die Auswirkungen von Prozessoren in Kunststoff soll größer sein, als die Entdeckung des Transistors und als Begründung lieferst Du fucking smarte Kühlschränke und dafür benötigte smarte Verpackungen. Also sprich, 1 next-level-shit Konsumgegenstände + 1 Evolution von Verpackungsmüll (welche weder hilft ihn zu vermeiden noch ihn besser zu entsorgen) soll wichtiger sein, als der Transistor? Ich mein, die Anwendungen, die Du genannt hast, sind einfach next level (hemmungsloser) Konsum, da sind selbst proprietäre Schrauben revolutionärer

Ich denke eher, dass wir die Moeglichkeiten hier momentan genauso wenig abschaetzen koennen, wie damals bei den ersten Computern. Da ging man auch von einem Markt fuer eine handvoll Computer aus.

Smarte Kuehlschraenke war nur ein Beispiel fuer eine Technologie, die ohne guenstigr Chips in der Verpackung gar nicht erst funktionieren kann, von der industrie aber schon vor Jahren gehypt wurde. Und zumindest theoretisch seh ich da durchaus Potential die Essensverschwendung zu reduzieren - etwa indem man das statische Mindesthaltbarkeitsdatum hin zu einem dynamisch ermittelten Lebensmittelzustand aendert. Und dafuer sind nunmal guenstige Prozessoren notwendig.

PS: unterlass es doch bitte, zu beledigen. Du kannst auch nachfragen. Laesst dich weniger dumm dastehen. ;)

[unl34shed]

Ist halt die Frage was sinnvoller ist noch gute Lebensmittel wegwerfen oder überall einen Chip und Sensorik rein zu packe. Das kostet auch alles Energie und wirklich recycelt wird es erstmal sicher nicht werden.

[Simon Moon]

Ist halt die Frage was sinnvoller ist noch gute Lebensmittel wegwerfen oder überall einen Chip und Sensorik rein zu packe. Das kostet auch alles Energie und wirklich recycelt wird es erstmal sicher nicht werden.

Darum muessen diese Prozessoren ja auch erst guenstig werden, das impliziert ja auch, dass die Energiekosten niedrig in der Herstellung niedrig sind.

[user77]

Noch mehr Plastik...

[Thomas Gräf]

War auch mein erster Gedanke.

[ChaosTM]

Noch mehr Plastik...


C`mon, die paar (Milli)Gramm pro Prozessor vs. dem ganzen Verpackungswahnsinn ? Das ist meine geringste Sorge. Die Einsatzmöglichkeiten sind fast unbegrenzt. Da hat Simon punkto Impact schon recht.
In ein paar Jahren haben wir vielleicht wirklich Milchpackungen, auf denen Videos laufen.. :D


War in Minority Report iirc.

[Gratzner]

Noch mehr Plastik...
C`mon, die paar (Milli)Gramm pro Prozessor vs. dem ganzen Verpackungswahnsinn ?
Der Punkt ist, steht auch so im Heise-Artikel, diese Prozessoren bestehen nicht aus Plastik, sondern aus Indium-Gallium Zinkoxid (IGZO). Also giftige Metalle, welche lediglich auf ein Plastiksubstrat aufgebracht werden können.

Die Einsatzmöglichkeiten sind fast unbegrenzt. Da hat Simon punkto Impact schon recht.
In ein paar Jahren haben wir vielleicht wirklich Milchpackungen, auf denen Videos laufen.. :D
Ok, ich behaupte erstmal, ich habe keine Vorstellung, was diesen Prozessoren für einen super tollen Impact haben könnten. Denk dran, Simon hat als Messlatte den Transistor genommen und meine diese Prozessoren seien revolutionärer als der Transistor.

Revolutionär sind medizinische Durchbrüche (weil Gesundheit wichtig ist) oder neue industrielle Durchbrüche (weil das langfristig krasse Wohlstandsteigerungen ermöglichen kann, wie es bspw. der Transistor getan hat). Konsumgegenstände, welche einfach nur Konsumbedürfnis befriedigen sind nicht revolutionär.

Ihr kommt aber mit Beispiele, wie smarte Kühlschränke, oder Milchpackungen, auf denen Videos laufen (ohne einen guten Punkt für diese Anwendungen zu nennen). Das sind doch nur sinnlose Konsumanwendungen, welche bestenfalls einen kleinen nutzen haben. Diese Anwendungen laufen doch auf folgenden hinaus: "hemmungsloser Konsum ist das einzigste was mich glücklich macht und meinen Leben noch einen Sinn geben kann. Deshalb: Juhu, endlich Milchpackungen auf denen Videos laufen".

Was für Nachteile habe ich, wenn ich eine solche Milchverpackungen nicht habe. Ich meine natürlich Nachteile, welche über Konsumbefriedigung hinaus gehen. Die Milchverpackungen sind jetzt natürlich ein falsches Beispiel, aber bringe doch mal bitte eine Anwendung (und erkläre den Nutzen dieser Anwendung ganz kurz), welche über Konsumbefriedigung hinaus geht und tatsächlich nicht nur einen kleine Impact hat, sondern einen revolutionären Impact. Denkt dran Simon hat als Messlatte den Transistor sich gewählt. Wenn die Messlatte niedriger ist, sit auch nicht weiter schlimm.

Ich kann dir aber Spoilern, dass es Halbleiter und Prozessoren auf Basis von IGZO (das sind die vermeintlichen Plastikprozessoren, von denen hier die Rede ist) schon seit Jahrzehnten gibt und auch im sehr großen Stil für die Bildschirmproduktion bereits industriel eingesetzt werden (wenn du einen LCD-Bildschirm hast, könntest Du sogar auf IGZO draufschauen). Die geringen Kosten (weniger als 1 cent der Prozessor) ist wahrscheinlich das neue hier

[ChaosTM]

Die Videos auf Milchpackungen waren sehr offensichtlich ironisch gemeint. Welche Smileys soll ich noch verwenden?

Der Moralapostel steht dir aber gut. ;)

[Simon Moon]

https://www.golem.de/news/flexible-elektronik-prozessor-aus-plastik-fuer-einen-cent-2206-166304.html

Um die geringe Transistorzahl zu erreichen, musste allerdings an allen Enden gespart werden. So verarbeitet der Flexicore4 lediglich 4-Bit-große Zahlen und ist auf neun Befehle beschränkt: Speicher lesen/schreiben, bedingter Sprung, Addition, Xor oder Nand, wobei der erste Operand immer der Akkumulator ist. Der zweite Operand ist entweder in der Anweisung enthalten (Immediate) oder wird aus dem Speicher gelesen. Jede Anweisung wird innerhalb eines Takts ausgeführt, um die Register zwischen Pipeline-Stufen zu sparen, es gibt lediglich ein Akkumulator-Register. Der Programmzähler umfasst 7 Bit, Programme sind also auf 128 Befehle beschränkt und werden aus einem externen Speicher gelesen. Für Variablen sind lediglich acht 4-Bit-Worte an internem Speicher vorgesehen. Ein externer RAM ist nicht vorgesehen, da er Produkte verteuern würde.

Also ich find die CPU ziemlich geil. Waere imo auch etwas fuer Schulen, so ein einfaches Design kann auch ein Normalsterblicher noch nachvollziehen.

[Milchkanne]

Was ich irgendwie nicht verstehe, jetzt nutzen die ja offenbar einen Node von 1845. In 5,6mm^2 bringen die 2104 Transistoren unter. In nem 40nm Silizium Node braucht man für 2104 Transistoren ~300um^2. Also ca 18x18um. Das sollte doch für alle praktischen Anwendungen klein genug sein, dass man den nicht biegen braucht. Klar Leitungen und Sensoren und Antenne und so muss man dann auch noch überlegen. Aber hier geht es doch auch nur um den Prozessor...

Wenn man jetzt die ganze Einheit, Antenne, Stromversorgung, CPU, Sensor direkt fertigen kann und dann nur aufkleben muss, wäre das was anderes.

[Gipsel]

https://www.golem.de/news/flexible-elektronik-prozessor-aus-plastik-fuer-einen-cent-2206-166304.html

Also ich find die CPU ziemlich geil. Waere imo auch etwas fuer Schulen, so ein einfaches Design kann auch ein Normalsterblicher noch nachvollziehen.Hätte man da nicht gleich den intel 4004 von 1971 (besteht aus 2300 Transistoren) klonen können?

[Gipsel]

Was ich irgendwie nicht verstehe, jetzt nutzen die ja offenbar einen Node von 1845. In 5,6mm^2 bringen die 2104 Transistoren unter. In nem 40nm Silizium Node braucht man für 2104 Transistoren ~300um^2. Also ca 18x18um. Das sollte doch für alle praktischen Anwendungen klein genug sein, dass man den nicht biegen braucht.So klein bekommst Du den aber nicht effizient produziert (der Verschnitt beim Aussägen aus dem Wafer wäre relativ gesehen gigantisch) oder kontaktiert (ein einziger Lötkontakt ist ja schon größer).

[Simon Moon]

Hätte man da nicht gleich den intel 4004 von 1971 (besteht aus 2300 Transistoren) klonen können?

Man koennte die beiden Chips ja mal vergleichen. Ich vermute aber mal, dass man mit der Erfahrung der letzten 50 Jahre, die wenigen Transistoren doch irgendwie effizienter nutzen kann.

[Rabiata]

Ok, ich behaupte erstmal, ich habe keine Vorstellung, was diesen Prozessoren für einen super tollen Impact haben könnten. Denk dran, Simon hat als Messlatte den Transistor genommen und meine diese Prozessoren seien revolutionärer als der Transistor.

Revolutionär sind medizinische Durchbrüche (weil Gesundheit wichtig ist) oder neue industrielle Durchbrüche (weil das langfristig krasse Wohlstandsteigerungen ermöglichen kann, wie es bspw. der Transistor getan hat). Konsumgegenstände, welche einfach nur Konsumbedürfnis befriedigen sind nicht revolutionär.

Ihr kommt aber mit Beispiele, wie smarte Kühlschränke, oder Milchpackungen, auf denen Videos laufen (ohne einen guten Punkt für diese Anwendungen zu nennen).

[...]

Die geringen Kosten (weniger als 1 cent der Prozessor) ist wahrscheinlich das neue hier
Wenn Du noch einen preiswerten Sensor mit auf die Michpackung bekommst:
Dokumentation der Kühlkette, wie warm wurde die Packung über ihre Lebensdauer?

Oder ein Akkupack, in dem jede einzelne Zelle mitteilen kann wie heiß es ihr gerade wird? Wenn eine aus dem Rahmen fällt, ist das ein Warnsignal daß sie vielleicht bald hops geht.
Spannungsmessung wäre vielleicht auch interessant.
Wenn beides zur Verfügung steht, könnte das bei der Reparatur von angeschlagenen Akkupacks helfen:
Auslesen, welche Zellen schwächeln, diese durch unauffällige aus einem anderen Pack ersetzen => ideale Wiederverwendung.

[mboeller]

Wenn Du noch einen preiswerten Sensor mit auf die Michpackung bekommst:
Dokumentation der Kühlkette, wie warm wurde die Packung über ihre Lebensdauer?

gibt es als passives Etikett schon seit "Ewigkeiten" ... interessiert bloß niemanden, vor allem nicht die Hersteller, Transportgewerbe und die Supermärkte. Dann müssten sie ja öfters mal Ware entsorgen.

Links:
https://www.deutschlandfunk.de/tolle-idee-was-wurde-draus-etiketten-als-frische-indikator-100.html
https://www.handelsblatt.com/unternehmen/mittelstand/ungeliebte-frische-aufkleber/2946772.html


Oder ein Akkupack, in dem jede einzelne Zelle mitteilen kann wie heiß es ihr gerade wird? Wenn eine aus dem Rahmen fällt, ist das ein Warnsignal daß sie vielleicht bald hops geht.
Spannungsmessung wäre vielleicht auch interessant.
Wenn beides zur Verfügung steht, könnte das bei der Reparatur von angeschlagenen Akkupacks helfen:
Auslesen, welche Zellen schwächeln, diese durch unauffällige aus einem anderen Pack ersetzen => ideale Wiederverwendung.


such mal nach BMS, Batterie Management System.