Qu’est-ce qu’un ASIC ?
Circuits Intégrés Spécialisés (ASIC)
ASIC est l’abréviation de “Application Specific Integrated Circuit” (circuit intégré à application spécifique). Il s’agit d’un circuit intégré ou d’une micropuce créé spécifiquement pour une application particulière, telle que le traitement à grande vitesse des communications et des images. Comme l’indique l’appellation “Application-Specific”, cette solution matérielle est une pièce électronique fabriquée sur mesure pour répondre à un objectif spécifique.
Les Circuits Intégrés Spécialisés présentent les avantages suivants : haute performance, compacité et réduction des coûts de fabrication. Le prototypage de ces caractéristiques spécifiques à l’application dès le début du processus de conception permet de répondre aux besoins individuels avec une grande efficacité. Toutefois, par rapport aux FPGA, les systèmes ASIC présentent l’inconvénient de nécessiter une période de développement plus longue. Les coûts de développement sont également plus élevés en raison de l’impossibilité de réécrire le logiciel et les circuits du système. En effet, les FPGA sont programmables, ce qui n’est pas le cas des circuits ASIC. Malgré cela, les circuits ASIC sont idéaux pour les grandes séries et, comme les grandes lignes de production sont courantes, les ASIC le sont aussi. Un exemple de ce type de raisonnement est celui d’un nouveau téléphone portable. Le matériel a été prototypé et a fait l’objet de nombreux essais de conception, de sorte qu’aucun travail de reprogrammation n’est prévu.
Circuits Intégrés Spécialisés
Les circuits intégrés spéciaux sont utilisés dans un large éventail d’applications, notamment les appareils ménagers, les appareils grand public bien connus (téléphones mobiles), les équipements de communication, les systèmes de traitement d’images, les équipements industriels et les ordinateurs.
Circuits intégrés de traitement à grande vitesse pour les communications Internet à grande vitesse dans les routeurs
Circuits intégrés de traitement à grande vitesse pour les images de haute qualité et à haute résolution dans les appareils photo numériques
la nouvelle technologie vestimentaire émergente, y compris les casques VR à forte intensité de traitement
Équipements multimédias pour le marché grand public exigeant. Comprend les tablettes et les téléviseurs à haute définition.
Les Circuits Intégrés Spécialisés ont des performances élevées et un faible coût unitaire parce qu’ils sont spécialisés pour des fonctions spécifiques. Cependant, il est nécessaire d’examiner si les coûts initiaux requis pour la période de développement et le prototypage de la conception peuvent être récupérés.
Circuits Intégrés Spécialisés
Étant donné que l’on utilise généralement des circuits intégrés Spécialisés semi-personnalisés, les paragraphes suivants présentent les principes des circuits intégrés à grille et des circuits intégrés à cellules.
1.Circuits Intégrés Spécialisés à grille
Les ASIC de type Gate Array utilisent des plaquettes de silicium existantes jusqu’à l’étape de l’interconnexion dans le processus de fabrication des semi-conducteurs, et personnalisent les interconnexions en fonction de l’application dans le processus d’interconnexion. Étant donné que seule la configuration du circuit de câblage est conçue pendant le développement, cette méthode présente l’avantage de réduire les coûts et le temps de développement.
2. Circuits Intégrés Spécialisés
Les Circuits Intégrés Spécialisés (ASIC) à base de cellules utilisent une méthodologie sur mesure pour intégrer les circuits dans les CI à toutes les étapes du processus de masquage. Cela comprend l’intégration personnalisée d’éléments de transistors, de résistances et de condensateurs dans le processus de fabrication des semi-conducteurs. L’optimisation de la conception est possible, ce qui permet d’obtenir un degré de liberté très élevé et de créer des ASIC présentant de bonnes performances. Toutefois, le coût et le temps nécessaires au développement sont plus élevés que ceux du type “gate array”.
Autres informations sur les circuits Intégrés Spécialisés
Le minage par ASICs fait référence à l’utilisation des ASICs pour les crypto actifs (anciennement connus sous le nom de monnaies virtuelles). Dans le monde des crypto-actifs, un processus appelé minage (excavation) est nécessaire pour sécuriser chaque transaction de crypto-actifs.
Le minage utilise des fonctions de hachage pour rechercher différentes valeurs, et le minage est réussi lorsqu’une valeur particulière est atteinte. La séquence de calculs est énorme et seule une opération de minage réussie peut autoriser la transaction d’un actif cryptographique. Les Circuits Intégrés Spécialisés sont utilisés pour ces calculs mathématiques intensifs.
1. Exigences pour les mineurs ASICs
Les appareils équipés de circuits Intégrés Spécialisés, dans lesquels les algorithmes d’exécution des fonctions de hachage sont compilés dans des circuits ou des puces électroniques, sont appelés mineurs ASICs. Le processus de minage par ASICs nécessite une énorme quantité de traitement arithmétique, également appelée puissance de hachage.
La puissance requise pour soutenir cette puissance de hachage fait l’objet de nombreux débats dans le monde entier dans le contexte des récentes questions environnementales. C’est pourquoi on attend beaucoup de nouvelles améliorations des caractéristiques de calcul à grande vitesse, de la taille réduite et de la faible consommation d’énergie des circuits Intégrés Spécialisés.
2. Période de développement et coût des circuits Intégrés Spécialisés
La période de développement des ASIC est généralement plus longue que celle des FPGA et des processeurs. Cela s’explique par le fait que les circuits intégrés doivent être conçus individuellement pour chaque application spécialisée, et que les circuits et les schémas ne peuvent pas être modifiés après l’émission des masques. Les facteurs les plus importants qui influencent le temps de développement et les heures de travail sont le nombre de prototypes et l’optimisation des caractéristiques.
Toutefois, l’avantage des puces ASIC par rapport aux FPGA est qu’elles présentent des caractéristiques supérieures et des coûts de fabrication inférieurs à ceux des FPGA, puisque les ASICS sont conçus spécifiquement pour des fonctions particulières.
Liste de 13 circuits intégrés à application spécifique
Principe des ASIC
Les ASIC étant généralement des ASIC semi-personnalisés, les principes des ASIC à grille et à cellule sont présentés ci-dessous.
1. ASIC à grille
Les ASIC “Gate-array” utilisent des plaquettes de silicium existantes jusqu’au processus d’interconnexion dans le processus de fabrication des semi-conducteurs, et personnalisent les interconnexions en fonction de l’utilisation dans le processus d’interconnexion. Comme seule la configuration du circuit de câblage est conçue pendant le développement, cela présente l’avantage de réduire les coûts et le temps de développement.
2. ASIC à base de cellules
L’ASIC à base de cellules est une méthode de personnalisation des circuits dans le circuit intégré au niveau de tous les processus de masquage tels que les éléments de transistor, les résistances et les condensateurs dans le processus de fabrication des semi-conducteurs. L’optimisation de la conception est possible, ce qui permet un degré de liberté très élevé et la création d’ASIC avec de bonnes performances. Toutefois, les coûts et le temps nécessaires au développement sont plus élevés que pour le type de réseau de portes.
Autres informations sur les ASIC
1. L’extraction d’ASIC
Aperçu de l’extraction d’ASIC
Le minage par ASIC fait référence à l’utilisation d’ASIC pour les crypto-actifs (anciennement connus sous le nom de monnaies virtuelles). Dans le monde des crypto-actifs, un processus appelé minage (excavation) est nécessaire pour sécuriser chaque transaction de crypto-actifs.
Le minage utilise une fonction de hachage, qui recherche différentes valeurs et réussit si une valeur particulière est atteinte. La séquence de calculs est énorme et un minage réussi autorise la transaction du crypto-actif. Le minage ASIC est utilisé pour ces énormes calculs.
Exigences pour les mineurs ASIC.
Les appareils équipés d’un ASIC dédié, dans lequel l’algorithme d’exécution de la fonction de hachage est compilé dans un circuit ou une puce, sont connus sous le nom de mineurs ASIC. Le processus de minage ASIC est également appelé puissance de hachage, car il nécessite une quantité énorme de traitement arithmétique.
Les discussions sur la puissance requise pour soutenir cette puissance de hachage se poursuivent activement dans le monde entier dans le contexte des récentes questions environnementales. Par conséquent, les attentes sont grandes en ce qui concerne l’amélioration des caractéristiques de calcul à grande vitesse, la réduction de la taille et de la consommation d’énergie des ASIC.
2. Temps et coûts de développement des ASIC
La période de développement des ASIC est généralement plus longue que celle des FPGA et des processeurs. Cela s’explique par le fait que la conception du circuit intégré est nécessaire individuellement pour chaque utilisation spécialisée et que les modifications du circuit et de la disposition ne peuvent pas être effectuées après l’envoi des masques. L’impact le plus important sur le temps de développement et les heures de travail est le nombre de prototypes et l’optimisation des caractéristiques.
Cependant, l’avantage des puces ASIC est qu’elles sont spécialement conçues, ce qui permet d’éliminer les fonctions inutiles et les coûts de fabrication sont inférieurs à ceux des FPGA, ce qui permet d’obtenir des caractéristiques supérieures.