Halloween-helgen närmar sig och då känns det rätt att skriva om gränsen mellan högteknologi och häxkonst. Och det närmaste vi kommer häxkonst är nog minnesteknologier. De senaste fasskiftsminnena tangerar gränsen och åttiotalets bubbelminne gick en bra bit över gränsen.

Men först några kommentarer om den nya tredimensionella fasskiftsminnesteknologin (puh) från Intel och Numonyx. Jag ägnade en dryg timma åt det här i en telefonkonferens i går och det är ingen tvekan om att teknologin är imponerande. Man skjuter in sig på flashminnesteknologins två akilleshälar, nämligen skalbarheten och behovet av höga spänningar. I bägge fallen har fasskiftsminnen bättre förutsättningar.

Men samtidigt skall man förstås akta sig för att bara se fördelarna. En teknologi kan ha hur många fördelar som helst och ändå falla på en enstaka nackdel. Oftast handlar det om producerbarhet och ekonomi. Och fasskiftsminnen har en hel del att bevisa innan de kan ta över världen.
Så det är nog inte läge att räkna ut flashminnesteknologin ännu. Den har visat sig producerbar i stora kvantiteter till lågt pris och det räcker långt. Det går också att bygga flashminnen i tre dimensioner, med samma teknik som för DRAM. Det kan förlänga livet på minnestypen i många år ännu.

Den verkliga häxkokar-teknologin var nog ändå bubbelminnesteknologin. Den hade sin (korta) storhetstid i början av åttiotalet och då fick vi lära oss allt om hur små magnetiska domäner, "bubblor", for runt i spår på ett substrat.

I grunden fanns bara en enda bubbla, "seed-bubblan", och varje gång man behövde en ny bit sträckte man seedbubblan och kapade den på mitten med en osynlig elektronisk sax. Seedbubblan växte sedan omedelbart till ursprunglig storlek och proceduren kunde fortsätta. Ett system av spolar såg till att bubblorna hölls i rörelse och en liten bubbeldetektor läste av bubbla/ingen bubbla.

För att det hela skulle fungera på ett korrekt sätt vid strömbortfall lutades chipet en aning så att bubblorna kunde rinna ner i ett korrekt parkeringsläge. När man sedan startade igen låg informationen kvar och de små bubblorna fortsatte sin ringdans. Det märkliga med alltsammans var att det fungerade och till och med fungerade bra. Men samtidigt gav det hela ett klart magiskt intryck, även om vi aldrig hörde några Intel-tekniker uttala magiska formler eller vifta med stavar.

Nåväl, bubbelminnet fick inte den fantastiska framtid som förutspåddes och om jag inte haft ett fram för mig på skrivbordet vete tusan om jag hade trott på det. I stället blev det flashminnet som ett antal år senare tog över den plats som bubbelminnet aldrig fick. Så kan det gå.

I förra veckans kommentar skrev jag om norska Energy Micros nya familj av enkapseldatorer och i förrgår fick jag tillfälle att se den norska introduktionen av familjen på PEA-mässan i Oslo.

Och kanske man skall utnämna konstruktörerna bakom processorfamiljen till trollkarlar, även om deras gemensamma skönsång under introduktionen (finns kanske på youtube) ibland inte var alldeles perfekt. För de har verkligen lyckats att energioptimera alla de ingående delarna på ett imponerande sätt. Geir Førre, vd för Energy Micro påpekade att batterilivslängden nu mer beror på batteritekniken än på enkapseldatorn.

PEA-mässan innehöll en hel del intressanta utställare (mer om det i tidningen), men besökarantalet fortsätter att vara ett problem. Det är inte lätt att locka mässbesökare, vilket både Electronix i våras (Göteborg) och PEA nu i veckan visar. Vi får väl hoppas och tro att S.E.E.-eventet lyckas bättre nu i vår.

• Läs mer »

Den intressantaste nyheten den här veckan är Energy Micros nya enkapseldatorfamilj. Den toppar förstås morgondagens utgåva av Elektronik i Norden också.

Det ser alltså ut som om Geir Førre skall lyckas igen. När han, Sverre Dale Moen och Svein Anders Tunheim 1996 slutade sina forskarjobb på Sintef för att dra igång Chipcon var det väl inte så många som trodde att företaget skulle bli den framgångssaga det kom att bli. Då såg man väl närmast Chipcon som en Oslo-efterföljare till framgångsrika Nordic VLSI (numera Nordic Semiconductor) i Trondheim. Bägge företagen var ju från början designcenter för ASIC och bägge gled efter hand över på standardkomponenter med RF-fokus.

Nordic VLSI startade för övrigt redan 1985 och fick snabbt en mycket stark position som ett av Europas främsta designhus, framför allt för avancerade fullcustom-kretsar. Norsk halvledarindustri har en lång och faktiskt mycket framgångsrik historia.

Tillbaka till Geir Førre. Strax före jul 2006 lade Texas Instruments ett bud på 1,36 miljarder kronor för Chipcon. De tre ägarna fick mellan 135 och 175 miljoner kronor var och Geir Førre fortsatte en tid som vd för det nya TI-ägda företaget.

Men det varade inte så länge. Efter en tid hoppade Geir Førre av och drog igång sitt nya företag, Energy Micro. Det skrevs en hel del vid den här tiden om Førres rättsliga problem när Chipcon-personal hoppade av från TI för att i stället börja hos Energy Micro. Avtalet mellan TI och Førre var förvånansvärt luddigt för att komma från ett USA-företag.

Till slut löstes i alla fall rättsproblemen med TI och det blev tyst om Energy Micro en tid. Ett meddelande om att företaget skulle basera sin konstruktion på ARMs Cortex-arkitektur väckte en del förvåning, men annars har företaget hållit sig till sitt konstruktionsarbete.

Nu är alltså första generationen klar och resultatet är klart imponerande. Jag pratade förra veckan med Geir Førre och det var väldigt uppenbart att han är mer än nöjd med vad hans konstruktörer har lyckats åstadkomma. Energiförbrukningen i företagets enkapseldatorer är så låg att de går att använda också i tillämpningar som normalt sett brukar kräva ASIC-konstruktioner.

Innebär då Energy Micros nya komponenter några förändringar för halvledarmarknaden i stort?

Till att börja med stärks ARM-arkitekturens ställning. Den här trenden är inte ny, men Energy Micro flyttar gränsen ytterligare ett par snäpp nedåt. Det går nu att använda ARM-processorer från extrem lågenergi (och lågpris) ända upp till system som kräver kraftfulla multicore-processorer. Det innebär i sin tur att infrastrukturen i form av kompilatorer, simulatorer, emulatorer etc fortsätter att växa. Man kan mycket väl tänka sig att konstruktörer tar steget från enkla fyrabits eller åttabits enkapseldatorer direkt till ARM (det händer förresten redan.

Enkapseldatorerna stärker också sin ställning i förhållande till ASIC. Det kanske är lite som att slå på en som redan ligger, men det finns en del extrema lågenergiapplikationer som också kräver en hel del prestanda. Här kan Energy Micros enkapseldatorer fylla en niche.

Och till slut har vi förstås den allmänna trenden mot lågenergikonstruktioner. Här pressar Energy Micro gränserna en bit till. Om vi dessutom tittar på de nya PSoC-kretsarna från Cypress (bland annat med ARM) så är det lätt att se vart trenden går.

Här har tillverkarna av programmerbar logi en hemläxa att göra. De siktar på en hel del av lågenergitillämpningarna, men har fortfarande i allmänhet en alldeles för hög energiförbrukning. Det här är en svår nöt att knäcka, eftersom programmerbar logik normalt sett baseras på mycket fina processgeometrier (65 nm och neråt) och man där får stora problem med läckströmmar. Enkapseldatorer görs sällan i finare geometrier än 180 nm, bland annat för att man sedan får för  hög statisk effektförbrukning. En annan orsak är att de analoga delarna inte kan skalas till fina geometrier.

Nej, nu får det vara bra för den här gången. Höstfärgerna utanför fönstret lockar till en liten promenad. Jag sitter just nu i ett hus mitt ute i den blekingska skogen och det är faktiskt fantastiskt vackert här. Även om vildsvinen har för ovana att böka upp allt de kommer åt.

• Läs mer »

Embedded Conference Scandinavia är över för den här gången, med fler besökare, fler utställare och fler talare. Och viktigast av allt – alla verkade nöjda.

Det ser faktiskt ut som om både konferensen och embeddedpriset har funnit en riktigt bra form. Två likvärdiga dagar för konferensen, galamiddag första dagens kväll och prisutdelning för Swedish Embedded Award på middagen ger en bra blandning mellan fest och allvar. Nu handlar det mera om finjusteringar och att hitta intressanta ämnen och talare också i fortsättningen.

En intressant nyhet på årets konferens var försöket till koppling mellan industri och forskning/högskola. Den här gången var det mest en test, men det ser ut att bli en betydligt starkare koppling nästa gång. Här finns möjligheter att knyta kontakter mellan industri och högskola, något som alla efterlyser, men som i praktiken inte alltid är så lätt.

För hur mycket man än försöker att formalisera och organisera är det ändå de personliga kontakterna som till slut är avgörande. Om man backar tillbaka stora och framgångsrika projekt hittar man ofta rena tillfälligheter, även om den officiella historieskrivningen brukar frisera den verkligheten en aning.

Man kan alltså se två viktiga roller för en konferens som Embedded Conference Scandinavia. Den ena är självklart utbildande och upplysande, med bra seminarier och intressanta ämnen. Men minst lika viktig är den kontaktskapande delen, där besökare, utställare och talare trängs, dricker kaffe och talar med varandra. Minglandet är viktigt, både under konferensen och, lite mera avspänt, under middagen. Det skulle inte förvåna mig om en del framtida projekt kan spåras tillbaka till baren under galamiddagen. Här skall förresten orkestern Lady B Goode ha en eloge när det gäller att skapa en avspänd stämning. De är verkligen grymt duktiga.

Så det känns som om de senaste månadernas arbete varit väl värt ansträngningarna. Det har varit ganska fantastiskt att se hur först priset och sedan konferensen har kunnat växa till vad de är idag. Och det är lätt att se möjligheter till en fortsatt expansion. Vilka de kan bli får vi återkomma med.

Nej, nu har jag varit alldeles för positiv en stund. Det är dags att leta fram ett ämne som passar bättre för lite gnäll. Och tack och lov är det inte svårt att hitta sådana.

Jag har ibland skrivit om behovet av naturvetenskaplig utbildning bland politiker och inte minst journalister. De senaste dagarna har media haft massor av inslag om feldoseringarna på Astrid Lindgrens Barnsjukhus. Orsaken till feldoseringarna är förstås att personalen räknat fel och sedan inte haft en vettig rimlighetskontroll. Det är i sig ett gammalt problem, som baserar sig i dålig matteutbildning för berörd sjukvårdspersonal och rutiner med dålig rimlighetskontroll.

I media har man uppfattat det här med dålig rimlighetskontroll, men samtidigt verkar man ha bestämt sig för att det stora problemet är att personalen förväxlat milligram och milliliter och på det sättet gett en tio gånger för stor dos. Jag har hört det här i radio ett antal gånger och läste det i Svenska Dagbladet i morse.

Ingen  av journalisterna verkar alltså ha tillräcklig naturvetenskaplig bakgrund (till exempel grundskola) för att ställa sig frågan om det verkligen är rimligt att skillnaden mellan mg och ml är tio gånger. I så fall hade man snabbt insett att skillnaden i normalfallet (densitet runt 1) faktiskt är 1000 gånger och inte 10 gånger. Första gången jag hörde den här kopplingen antog jag att det snabbt skulle komma en rättelse, men så icke.

Är då det här viktigt eller bara mitt vanliga gnäll? Faktiskt är det förvånansvärt viktigt. Den låga naturvetenskapliga kompetensen i media innebär alltför ofta att man missar intressanta nyheter, samtidigt som man rapporterar uppenbara dumheter som om de vore sanna. Vi ser också onödiga feltolkningar av statistiskt material. Rimlighetskontroller är viktiga inom alla områden, men om man inte har den blekaste aning om vad som är rimligt är de svåra att göra.

• Läs mer »

Jag kom just hem efter några dagars intensivutbildning inom avancerade tillverkningsprocesser och extremt små geometrier. Och det är alldeles uppenbart att utvecklingen kan fortsätta, åtminstone ner till 10 nm och förmodligen en bit till. Frågan är bara om det inte blir för dyrt innan dess.

Men det är klart, när jag höll på med ASIC i mitten av åttiotalet trodde vi fortfarande att 1 µm var en magisk gräns och att det nog skulle bli svårt att nå mycket längre än så med konventionella metoder. Somliga satte sitt hopp till direktritning med e-beam, men det visade sig vara alldeles för dyrt och framför allt förfärande långsamt.

Nu gick det att komma vidare med ganska konventionella metoder. Och när ljuskällans våglängd borde satt stopp fanns det ändå möjligheter att fortsätta. Idag är det 193 nm ljusvåglängd som gäller och med den utrustningen klarar man till nöds geometrier ner till 22 nm. Det är ungefär som att skriva finstilt med en roller, men det går. Naturligtvis måste man ta till en hel del trix, som "double patterning" (det talas till och med om "tripple patterning") och immersion-litografi och det är långtifrån gratis, men som sagt – det går.

På det här sättet har man lyckats att skjuta fram övergången till EUV, där maskinerna arbetar med extremt kortvågigt ljus. Och tur är väl det, med tanke på att EUV-maskiner ännu inte finns i produktionsfärdig version.

EUV skapar en hel del nya problem. Maskerna måste vara reflekterande, exponeringen måste ske i vakuum och precisionskraven är närmast sinnessjuka. Men ett företag som holländska ASML är nu i stort sett framme och börjar snart att producera EUV-utrustning på allvar. Då är plötsligt ljusväglängden 13,5 nm och det går att ta sig ner under 10 nm-gränsen. Utan tvekan oerhört imponerande.

Men så kommer då den obehagliga frågan om var den ekonomiska gränsen egentligen går och då blir allt mycket mera osäkert. För det finns inte bara fördelar i att krympa. Vi kan till exempel titta på NAND-flashminnen, som är en av de stora tänkta teknikdrivarna. Där försämras nu prestanda för varje ny generation och det behövs redan massor av logik för att hålla ordning på var man skrivit och allt mer overhead för felkorrektion. Att i stället arbeta i tre dimensioner (som DRAM-tillverkarna gjort i många år) kan vara ett bättre alternativ än att bara fortsätta nedåt i geometri. Helt klart är i alla fall att marknaden för flashminnen, och framför allt NAND-flash, fortsätter att växa dramatiskt.

DRAM-tillverkarna är de andra stora tänkta användarna av EUV-utrustning, men där finns funderingar på om datoranvändarna verkligen kommer att fortsätta att expandera primärminnet på samma sätt som hittills. Windows 7, som åtminstone har någon form av optimering, verkar redan ha fått till effekt att minnesmängden planar ut i desktopdatorer.

Och på datorsidan börjar man så smått dra öronen åt sig när det gäller antal processorkärnor. Serverdatorer kan utan problem sluka hur många kärnor som helst, men samma sak gäller inte nödvändigtvis desktop- och laptopdatorer. Det finns inga större tecken på att mjukvaruhusen satsar stort på mångtrådiga applikationer och det innebär att vi får dras med seriella program i många år till. Det finns ett fåtal tillämpningar som vinner riktigt stort på att använda många processorer, men där satsar man just nu på GPU-acceleration. Ett bra exempel på det är nästa version av Flash, där Adobe skrivit mjukvaran så att den kan använda sig av nVidias massivt parallella grafikprocessorer.

Man kan alltså tänka sig en ganska lång period där vanliga datorer kan dra nytta av fyra eller kanske sex processorkärnor (ett par för applikationer, en för operativsystemet och en för antivirus) plus de befintliga grafikprocessorerna. I det läget skulle det vara svårt att hitta ekonomi i att skala till extrema geometrier.

Det finns alltså invändningar mot tanken på en allmän kapplöpning mot extrema geometrier. Men sannolikt kommer ändå tillräckligt många att fortsätta nedåt för att EUV-utrustningarna skall komma i bruk i stor skala. Däremot kommer nog lite längre fram de ekonomiska realiteterna att sätta stopp för utvecklingen innan det blir tekniskt omöjligt att gå vidare. Planerna på en massiv användning av III/V-material som Gallium ser till exempel bra ut rent tekniskt, men det brukar bli i dyraste laget. I det läget kan flerchipslösningar med till exempel stackade chip bli billigare.

Till slut vill jag passa på att påminna om Embedded Conference Scandinavia. Den drar faktiskt igång redan på tisdag nästa vecka. Missa inte den.

• Läs mer »

För ett par dagar sedan satt några stycken av oss och diskuterade uppstartsföretag – närmare bestämt uppstartsföretag som satsat på programmerbarbar logik. De senaste 25 åren har uppemot sextio sådana företag startats.

Bara fyra av de här företagen är idag etablerade FPGA-företag med vettiga volymer och något så när anständiga marginaler. Tre andra försöker hålla sig kvar, men har problem och ytterligare fem är rena uppstartsföretag som ännu inte fått igång volymproduktion.

Det är med andra ord inte lätt att lyckas. Däremot är det betydligt lättare att lura sig själv och göra kalkyler som visar hur bra det skall gå. Alltför ofta baserar sig kalkylerna på att konkurrenterna slutar med all produktutveckling de närmaste åren, samtidigt som de egna planerna går i lås utan tillstymmelse till friktion. Världen ser sällan ut på det viset.

Mitt favoritexempel på misslyckad ny teknologi är bubbelminnet. Jag var applikationsingenjör på den tiden (slutet av sjuttiotalet/början av åttiotalet) och planerna var fantastiska. Bubbelminnet skulle ersätta hårddisken efter bara några år.

Så här i efterskott är det lätt att se hur prognoserna förutsatte att hårddiskarna helt skulle sluta att utvecklas (det blev precis tvärtom) och att bubbelminnet skulle utvecklas på ett fantastiskt sätt, både tekniskt och ekonomiskt (så blev det inte heller). Det är svårt att förstå hur så många kunde lura sig själva på det här sättet, men historien visar att felbedömningar snarare är regel än undantag.

Om vi går tillbaka till uppstartsföretagen kan vi alltså dra slutsatsen att de flesta har misslyckats eller kommer att misslyckas. Men vi kan definitivt inte dra slutsatsen att det vore bättre om de här företagen inte hade prövat vingarna. Tvärtom är det precis så här marknadsekonomin fungerar. Alla har rätt att testa sina idéer och om man kan övertyga en finansiär är det bara att köra.

Samtidigt är marknadens dom obönhörlig. Lyckas man inte övertyga köparna är det bara att lägga ner och/eller sälja sin teknologi till någon av de mera lyckosamma företagen (om det finns en teknologi som är värd att sälja). Finansiären förlorar sina pengar, men de flesta finansiärer är fullt medvetna om att de tar en stor risk. I bästa fall flyttar försöket fram positionerna för någon annan och med stor sannolikhet kan ledning och medarbetare hitta andra jobb eller nya projekt.

Det här är faktiskt en av de i särklass största fördelarna med  marknadsekonomin. Konkurser är inte misslyckanden, utan ett sätt för ekonomin att ta sig framåt. I stället för att driva ett projekt till katastrofens brant (eller över branten) kan man avsluta i tid och lägga resurserna på något som har bättre förutsättningar.

Och, med tanke på fyrtioårsjubileet av månlandningen, kan det kanske vara intressant att se hur ett gigantiskt statligt projekt kan gå riktigt illa. Här handlar det definitivt inte om marknadsekonomi.

Apolloprojektet var dyrt, mycket dyrt, och redan medan det var aktivt försökte man inom NASA hitta sätt att göra rymdresor billigare. Den gigantiska Saturnus V-raketen var helt klart en stor framgång, med sin nyttolast på ca 120 ton (till låg omloppsbana). Problemet var bara att allt måste konstrueras och tillverkas med de säkerhetskrav som gällde för bemannade rymdfärder. Det ökade kostnaden dramatiskt.

Att i det här läget konstruera en fantastiskt komplicerad rymdfärja med samma extrema säkerhetskrav både för astronauter och "vanlig last" kan i efterskott verka minst sagt underligt. Speciellt som man för att få upp i sammanhanget futtiga 25 ton måste skicka upp hela 109 ton. Större delen av massan ligger i själva farkosten och den skall ju ner igen. För att få upp lika mycket nyttolast som en enda Saturnus V-raket krävs fem uppskjutningar.

Nåväl, anhängarna till rymdskytteln visade i slutet av sextiotalet sina kalkyler och de såg fina ut. "Ställtiden" för en rymdfärja skulle bli kort och varje farkost skulle kunna skjutas upp minst 100 gånger. Totalkostnaden per skott skulle hamna på 88 miljoner dollar allt inräknat och bara futtiga 14 miljoner dollar i marginalkostnad. Med andra ord – en bra affär.

Nu finns det alltid en skillnad mellan glada kalkyler och verklighet, men sällan så stora som i det här projektet. I verkligheten gick det inte alls att "vända" rymdfärjan särskilt snabbt. Antalet möjliga skott per färja sjönk dramatiskt, samtidigt som det visade sig vara mycket dyrare än tänkt att serva farkosten. Kostnaden per skott ligger enligt NASA på 500 miljoner dollar, men mera realistiska fristående beräkningar hamnar på 1,7 miljarder dollar per skott allt inräknat och 1,1 miljarder dollar i marginalkostnad. Totalt sett kommer man att hinna med ca 130 uppskjutningar under projektets drygt trettioåriga livslängd (40 år om man räknar in den inledande förseningen – som för övrigt fick till följd att rymdstationen Skylab störtade). Det motsvarar i nyttolast mindre än en Saturnus V-raket per år (ca 26 uppskjutningar ger samma nyttolast).

Det var kanske tillräckligt med siffror för en stund. Finns det då några erfarenheter att dra av det här?

Den mest uppenbara erfarenheten är förstås att det är lätt (och ganska kul) att vara efterklok. Det visar sig också vara svårt att få ekonomi i något som bara byggs i prototypkvantiteter. Men det är också intressant att se hur lätt det kan bli fel. I den här typen av nationella prestigeprojekt kan det verka slösaktigt att dra igång konkurrerande projekt, men sannolikt hade det ändå varit en bra idé. Konkurrens är viktigt, inte bara för att det tvingar olika företag att bli effektivare. Det sållar också ut sådant som visar sig bli fel, till förmån för mera hållbara lösningar.

Tänk bara om halvledarindustrin hanterats på samma sätt som rymdindustrin. Risken är överhängande att den valda "enda vägen" hade visat sig vara något i stil med bubbelminnet. En planerad ekonomi undviker slöseri i form av "sidoskott", men riskerar alltid att gå "med huvudet före in i betongväggen".

Och för att återgå till rymdfärjorna. Vad skall de ersättas med när de snart går i pension?

Det ser ut att bli ett betydligt mera Apollo-liknande projekt, med den skillnaden att man gör de tunga lyften obemannat med raketer i samma storleksklass som Saturnus V. De bemannade uppskjutningarna görs med ett första steg med fast bränsle, ungefär som en fyrverkeriraket (något som Wernher von Braun för övrigt varnade för på sin tid). Det blir inte fråga om något nytt "rymdflygplan", även om vissa delar skall kunna återanvändas. Rymdskytteln blir en lång och ganska misslyckad parantes, även om den faktiskt fungerade.

Men visst ser Space Shuttle häftig och Science Fiction-mässig ut när den startar och landar.

• Läs mer »