Thiết kế chíp tiết kiệm năng lượng cho thiết bị y tế

Những hệ thống trên một con chíp sẽ tiết kiệm đến 28% tiêu thụ năng lượng và giảm đến 48% kích thước chíp, đồng thời giảm đến 9 lần tỷ lệ thất bại phần cứng. Với một thiết kế DeSyRe hoàn toàn mới lạ, điều này sẽ giúp giảm đáng kể viện phí và tỷ lệ thay thế các thiết bị y tế.

Ba năm trước đây, dự án DeSyRe (Ổn định hệ thống theo nhu cầu) được bắt đầu với cam kết tăng cường manh mẽ tính ổn định của các thiết bị y tế. Ba năm sau, kết quả đạt được thậm chí còn cao hơn cả dự kiến: những con chip được thiết kế dựa trên mô hình DeSyRe hoạt động ổn định hơn trong khi tiêu thụ năng lượng và mức độ chiếm diện tích đều giảm mạnh. Bên cạnh đó, lời hứa về loại chíp có tỉ lệ lỗi thấp hơn cũng được thực hiện hoàn hảo.

Để đạt được mục tiêu đầy tham vọng như vậy, DeSyRe đã cho ra đời một cách tiếp cận mới đầy khác biệt về tính ổn định, trong đó chia các hệ thống trên một con chip ra làm hai phần.

Phần thứ nhất bao gồm các lõi xử lý thay thế cho nhau với đặc điểm rất dễ bị lỗi. Phần thứ hai khó bị lỗi hơn nhiều và  có chức năng kiểm soát sự ổn định của các lõi xử lý ở phần thứ nhất. Điều này đảm bảo rằng mỗi lõi ở khu vực thứ nhất sẽ xử lý một cách chính xác và hiệu quả một nhiệm vụ nhỏ tương thích, đồng thời cũng có thể chuyển nhiệm vụ từ một lõi này đến một lõi không tải khác một cách nhanh chóng trong trường hợp phát hiện ra sự cố.

"Trong dự án DeSyRe, chúng tôi đã sử dụng cùng lúc hai chất nền tái cấu hình với sự hỗ trợ của một phần mềm hệ thống thực thi với khả năng thích ứng với nhu cầu của nhiều loại và mức độ lỗi, tiêu chuẩn thiết bị và ràng buộc hệ thống,” - Ioannis Sourdis, Phó giáo sư kỹ thuật máy tính tại Đại học Công nghệ Chalmers, lãnh đạo dự án Desyre, cho biết.

"Chúng tôi đã tiến hành so sánh công nghệ DeSyRe với những công nghệ tiếp cận về tính ổn định hệ thống phố biến, và kết quả, công nghệ DeSyRe thể hiện ưu thế vượt trội trên mọi phương diện, thậm chí là cao hơn cả kế hoạch và kỳ vọng của chúng tôi", ông Ioannis cho biết thêm. 

Khi so sánh hệ thống DeSyRe với một hệ thống tiêu chuẩn Triple-Modular-Redundancy, một hệ thống này cho phép diện tích chíp giảm đến 46% và tiêu thụ năng lượng giảm đến 28%. Ngoài ra, khi so sánh nó với một hệ thống thời gian dự phòng , DeSyRe cũng cho phép tăng tốc độ xử lý lên 14-32%. Cuối cùng, trong một so sánh với hệ thống lõi dự phòng, DeSyRe cho kết quả tỉ lệ lỗi chỉ bằng 1/9. 

Anh Tuấn (Theo Science Daily)