Kannettavien laitteiden järjestelmäpiirit: Selvitys kannettavien laitteiden järjestelmäpiirien nykytilasta ja tulevaisuuden näkymistä

Abstract

Tässä kandidaatintyössä käsitellään järjestelmäpiirien nykytilaa ja tulevaisuuden näkymiä. Erityisesti tarkastelu on rajattu kannettavissa laitteissa käytettäviin järjestelmäpiireihin. Tutkielma on toteutettu kirjallisuuskatsauksena, ja aiheen ajankohtaisuuden vuoksi aineistona on käytetty pääasiassa tieteellisiä artikkeleita, konferenssijulkaisuja sekä uutislähteitä.

Järjestelmäpiirit ovat tyypillisesti piisirulle rakennettuja järjestelmiä, joihin on integroitu suurin osa järjestelmän tarvitsemista ominaisuuksista. Niiden etuja muihin järjestelmätyyppeihin ovat muun muassa laitteen halpa kokonaishinta, hyvä energiatehokkuus ja pieni koko.

Kannettavat laitteet ovat rajoitettu käyttöympäristö, jossa muun muassa energiansaanti, jäähdytys ja laitteen koko ovat rajattuja. Järjestelmäpiirit sopivatkin edellä mainittujen ominaisuuksiensa vuoksi erityisen hyvin kannettavien laitteiden laskentayksiköiksi.

Tulevaisuudessa kannettavien laitteiden järjestelmäpiirien kehitykseen vaikuttavat kasvavat tiedonsiirtonopeudet, tekoälyn käytön lisääntyminen, kasvavat datamäärät, valmistusteknologioiden kehittyminen ja pilvilaskennan yleistyminen. Haasteita kehitykselle aiheuttavat muun muassa järjestelmäpiirien materiaalina käytetyn piin ominaisuudet sekä fysiikan lait. Kun piireissä käytettyjen transistorien koko lähestyy piiatomin kokoa, transistorien pakkaaminen nykyistä tiiviimmin muuttuu haastavammaksi ja lopulta mahdottomaksi. Myös järjestelmäpiirien kehityksen haasteita pyritään ratkaisemaan kehittyvien teknologioiden avulla.