Desyre-architectuur moet processors voor medische apparatuur efficiënter maken

Een groep wetenschappers en bedrijven heeft een architectuur voor processors ontwikkeld die kan worden toegepast in apparatuur waarbij hoge eisen aan betrouwbaarheid worden gesteld. De Desyre-architectuur maakt kleinere en energiezuinigere chips mogelijk.

De resultaten zijn bekendgemaakt door de Chalmers University of Technology, die als projectleider optreedt. In het consortium van wetenschappers en bedrijven zitten ook twee Nederlandse deelnemers: het gaat om de bedrijven Neurasmus, een spin-off van het Erasmus MC, en Recore Systems. Gezamenlijk heeft het consortium Desyre ontwikkeld en getest: een architectuur voor processors die bedoeld is voor apparatuur die bijvoorbeeld in de medische industrie wordt gebruikt.

Volgens de makers is Desyre efficiënter dan bestaande processorarchitecturen die worden gebruikt voor apparatuur waaraan hoge eisen worden gesteld op gebied van betrouwbaarheid. In tests is de nieuwe architectuur vergeleken met een conventioneel TMR-systeem. Desyre zou chips 48 procent kleiner kunnen maken en een energiebesparing van 28 procent kunnen opleveren. Het is gebaseerd op een concept dat een hoge mate van fouttolerantie kent en daardoor zou hardware ook nog eens tot negen keer langer mee kunnen gaan.

Om een hoge mate van betrouwbaarheid te genereren is een soc op basis van de Desyre-architecteur in twee delen onderverdeeld. Een deel bestaat uit conventionele processorcores die berekeningen uitvoeren en daarmee foutgevoelig zijn. Het tweede deel monitort als het ware de cores en treedt op als scheduler. Verder bevat dit deel een runtime die de configuratie van de rekenkernen kan instellen.

Vooralsnog is niet duidelijk wie er gebruik gaat maken van de Desyre-architectuur. Het ligt voor de hand dat de bedrijven in het consortium, waaronder dus de twee Nederlandse, chips gaan bouwen op basis van Desyre. Naast voor medische apparaten zien de ontwikkelaars ook toepassingen in zelfrijdende auto's.

Reacties (14)

[sapphire]

Zou dit dan ook wat voor allerlei ruimtesondes/deep space apparaten van bv. Nasa/Esa zijn?

Die zoeken ook chips die klein, zuinig en vooral betrouwbaar zijn.

[Pwuts]

Vanwege de vele straling waar ruimteapparatuur aan blootgesteld worden, wordt in die industrie vaak gebruik gemaakt van simpele processors met grotere architectuur en lagere kloksnelheden, zodat 'ie niet zomaar fouten maakt. De processor is dan krachtig genoeg om z'n taak uit te voeren (er worden alleen simpel taken mee uitgevoerd), en robuust genoeg voor gebruik in de ruimte.

[dmantione]

Een andere reden waarom ruimtevaartcomputers relatief gezien achterlopen op de rest van de computerindustrie is dat het niet mogelijk is om iedere cyclus van de wet van Moore te volgen. Het ontwikkelen van een chip kost een bak geld en de budgetten zijn niet zo riant dat er continu nieuwe chips ontwikkeld kunnen worden voor elke missie. Het gebruik van een ietwat achterhaalde chip in een ruimtesonde heeft daarom vaak de voorkeur boven het ontwikkelen van een nieuwe chip.

[Reactie gewijzigd door dmantione op 24 juli 2024 23:50]

[carlo]

Dat achterlopen heeft niets te maken met het niet kunnen maken van nieuwe chips want er worden nauwelijks speciale 'ruimtevaart chips' gemaakt. Het achterlopen is een combinatie van budget en de eis van betrouwbaardheid. Daartoe neem je een systeem dat zich in de praktijk al heeft bewezen, en dus al een paar jaar oud is, en dus niet nieuwste technologie is.

Bijvoorbeeld het nieuwe Orion ruimteschip dat afgelopen december zijn eerste vlucht maakte, gebruikt boordcomputers die oorspronkelijk zijn ontworpen voor de Boeing 787 vliegtuigen. Deze boordcomputers zijn aangepast om de extreme trillingen en straling te kunnen weerstaan, onder andere zijn dikkere printplaten toegepast. De boordcomputers gebruiken PowerPC processoren uit 2002 die nu al niet meer leverbaar zijn.

Volgens Matt Lemke, manager van het software team voor de Orion: "You could do it with something newer, but all the engineering that would go into making it work right would make it a lot more expensive for us to build it."

[dmantione]

Google eens op RAD750 en RAD6000. Dat zijn twee ruimtevaartscomputers met stralingsbestedinge chips, die veel in ruimtesondes gebruikt worden. Bijvoorbeeld de Marsrovers draaien op een RAD750. De RAD750 dateert uit 2001, de RAD6000 uit 2007, beiden worden nog steeds gemaakt.

Er is beslist meer aan de hand dan enkel budget en betrouwbaarheid, stralingsbestedigheid vereist aangepaste productiemethodes.

Het zou overigens kunnen dat de Orion niet die speciale aanpassingen nodig heeft (of minder): Zolang je binnen de Van Allengordel blijft kun je met normaal geproduceerde chips werken. In het Internationaal Ruimtestation gebruiken ze bijvoorbeeld zoveel mogelijk gewone x86-laptops. De boordcomputers zijn dan weer wel specialistisch.

[Iblies]

Die eisen lijken me ook redelijk bruikbaar voor een mens, waarom het wiel opnieuw uitvinden

Bij een mens moet een apparaat lang mee gaan, anders zit je met externe draden, batterijen wisselen, cq opensnijden, of je moet draadloos opladen. Alledrie lijken me onwenselijk.
Hij moet allerlei straling kunnen overleven. En in de regel zal je geen probleem hebben, maar incidenteel kan het voorkomen dat je onbewust in de buurt komt, een voorbeeldje zijn speakers.
Een mens bevat een aantal zuren, metalen, je afweer kan in werking treden waardoor het gebied rond het device ontstekingsverschijnselen gaat vertonen. Je moet ervoor zorgen dat wanneer een apparaat langdurig in een mens wordt gestopt het blijft werken ondanks de omstandigheden.

Iets wat oud is, is niet per definitie slechter, en de techniek, cq inzicht, die wordt gebruikt in de ruimtevaart kan zeker toepasbaar zijn. En het punt inzicht is belangrijker dan het product omdat 10 of 20 jaar geleden ook tegen problemen aanliepen alleen waren de materialen of technieken er niet altijd. Iets wat toen onmogelijk leek kan vandaag de dag weer normaal zijn.

[koelpasta]

Hij moet allerlei straling kunnen overleven.

Nou, valt wel mee hoor. Een mens kan ook niet erg goed tegen straling, dus waarom zou een 'on-board' computer dat ook moeten kunnen? Dan ben je straks dood door straling maar werkt je pacemaker nog prima

. Je moet ervoor zorgen dat wanneer een apparaat langdurig in een mens wordt gestopt het blijft werken ondanks de omstandigheden.

De omstandigheden zullen weinig invloed hebben op de werking van een chip in je lichaam. Het enige dat belangrijk is is de verpakking (en dat is dus inderdaad belangrijk), maar dat heeft niks met de binnenkant te maken. Dit artiekel gaat juist over die architectuur aan de binnenkant. Heeft dus niks met wel of niet in een mens stoppen te maken.

Maar je hebt wel gelijk in dat je wilt dat chips die in mensen worden gestopt aan bepaalde eisen voldoen qua levensduur etc.

Een mens bevat een aantal zuren, metalen, je afweer kan in werking treden waardoor het gebied rond het device ontstekingsverschijnselen gaat vertonen.

Dat is dus allemaal verpakking en heeft niks met de interne werking van de chip te maken.

Iets wat oud is, is niet per definitie slechter, en de techniek, cq inzicht, die wordt gebruikt in de ruimtevaart kan zeker toepasbaar zijn.

Ja, dat denk ik ook, maar dan gaat het met name dus over de robuustheid van het device zelf, en niet om de verpakking die in een biologische omgeving moet functioneren. Daar zul je heel specifieke nieuwe eisen voor moeten opstellen die losstaan van de rubuustheid van de architectuur. En op den duur zal de eis van rubuustheid ook anders gedefinieerd moeten worden voor een mens. De ruimte is gewoon een heel andere omgeving dan een lichaam en beide situaties vereisen uiteindelijk een andere aanpak op alle vlakken.

[ikwilwp8]

Voor betrouwbare chips wordt in de PLC's om mijn werk ook grof geld voor betaald. Het zou mooi zijn als er een standaard komt hiervoor.

[flipkipse]

Waarom zou je hier een standaard voor moeten hebben? Het goede aan "geen standaard" hebben is juist dat je marktwerking krijgt. Wat ten gunste komt voor de prijs.

PLC "s zijn een hele andere tak van sport dan processors. Een PLC leest zijn ingangen in, door loopt zijn standaard programma en bepaalt aan de hand daarvan zijn uitgangen. Een processor daar in tegen kan taken uitvoeren (En zelfs meerdere tegelijk bij multicore). Je geeft hem een opdracht. Hij zoekt de bestanden en koppelingen daar tussen(register) en voert daarmee de taak uit.

Het geen wat de PLC op jou werk zo duur maakt is niet dat die nou zo "duur" van zichzelf is maar de hele procedure die je er omheen koopt. Bedrijven geven bijvoorbeeld de garantie dat je hem 20 jaar lang nog kan bestellen naar dat die uitgefaseerd is. Sommige gaat een certificering op dat die "safety" factor PLdE heeft (mag gebruikt worden bij kans op dodelijke ongevallen). En die PLC moet minimaal 20 jaar vlekkeloos kunnen draaien zonder verlies van snelheid en effectiviteit.

[koelpasta]

Waarom zou je hier een standaard voor moeten hebben? Het goede aan "geen standaard" hebben is juist dat je marktwerking krijgt.

Marktwerking met critieke apparaten betekent veel risico voor de klant. Prijs is niet het belangrijkste argument in dit soort gevallen. Dan is het handig om een standaard te hebben waarlangs de concurerende aanbieders hun product kunnen ontwikkelen. Dan weet je als klant ten minste op welke manieren het wel of niet fout kan gaan en weten de ontwikkelaars wat de klant wil.

PLC "s zijn een hele andere tak van sport dan processors. Een PLC leest zijn ingangen in, door loopt zijn standaard programma en bepaalt aan de hand daarvan zijn uitgangen. Een processor daar in tegen kan taken uitvoeren (En zelfs meerdere tegelijk bij multicore). Je geeft hem een opdracht. Hij zoekt de bestanden en koppelingen daar tussen(register) en voert daarmee de taak uit.

Dat is tegenwoordig niet meer zo. De meeste apparaten zijn een beetje van beide. Eigenlijk beschijf je gewoon een standaard apparaat. PLC's kunnen muticore zijn en werken ook gewoon met register files en processors hebben ook gewoon ingangen en uitgangen die je voor vanalles kunt gebruiken . Het grootste onderscheid is in de form factor en andere externe specs en standaarden.
Heel andere tak van sport is het dus al lang niet meer, ze liggen in elkaars verlengde en in het midden komen ze bij elkaar en hebben eigenschappen van beide.

Het geen wat de PLC op jou werk zo duur maakt is niet dat die nou zo "duur" van zichzelf is maar de hele procedure die je er omheen koopt. Bedrijven geven bijvoorbeeld de garantie dat je hem 20 jaar lang nog kan bestellen naar dat die uitgefaseerd is

Dat valt ook onder betrouwbaarheid.
Maar dit soort garanties worden ook gewoon over (sommige) processoren uitgegeven.

Ik vind het raar dat je je post begint met een verhaal over marktwerking terwijl je daarna heel veel marktwerking die al heeft plaatsgevonden ontkent door PLC's en processoren strict van elkaar te scheiden. Veel van de marktwerking heeft juist plaatsgevonden op de overlap tussen PLC's en processoren.

[ikwilwp8]

Oeps! Ik bedoel natuurlijk PIP's, niet PLC's. Je hebt inderdaad gelijk over wat je zegt over die PLC.

[Baron]

Ik ben er niet zo'n specialist in, maar in de PLC wereld bestaat dit soort oplossingen al langer met de verschillende SIL niveau's. PLC's met twee verschillende architectuur processoren en waarbij het programma door verschillende compilers wordt gecompileerd.

[matjojo]

crysis op je pacemaker?