過(guò)時(shí)是對(duì)電子產(chǎn)品的詛咒：你買(mǎi)了一個(gè)工具，其硬件馬上就過(guò)時(shí)了。一個(gè)新型的可以聯(lián)機(jī)重新進(jìn)行設(shè)計(jì)的微芯片改變了這種狀況。該芯片的邏輯門(mén)可以重新配置，來(lái)實(shí)現(xiàn)改進(jìn)后的設(shè)計(jì)，與軟件更新等效的硬件通常推出像手機(jī)一樣的工具。

新型芯片由新創(chuàng)公司Tabula制作，這是一種價(jià)格低廉，功能強(qiáng)大的芯片，是現(xiàn)有的現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（field programmable gate array，F(xiàn)PGA）芯片的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。當(dāng)比從零開(kāi)始重新制作一款芯片的成本更低的時(shí)候（通常是那些成本高，銷(xiāo)量少的設(shè)備，如CT掃描儀），F(xiàn)PGA芯片經(jīng)常被移植到已經(jīng)設(shè)計(jì)完成的設(shè)備中。FPGA通常只是在制作常規(guī)固定微芯片之前可以提供原型設(shè)計(jì)。

如果可編程芯片功能更強(qiáng)大，價(jià)格更低廉，就可以在更多設(shè)備中以更加創(chuàng)新的方式得到應(yīng)用，Tabula公司的創(chuàng)始人和首席技術(shù)官斯蒂芬·特格（Steve Teig）說(shuō)。他們公司的可編程芯片設(shè)計(jì)比FPGA小很多。“FPGA里有大片的硅，所以很貴，”特格說(shuō)，“硅（晶片）每英畝（約4047平方木）大概值10億美元。”信息在FPGA表面?zhèn)鬏斔�需要的時(shí)間限制了它的性能，他說(shuō)。

“就像是走在一個(gè)巨大的獨(dú)棟建筑里，走廊的長(zhǎng)度使得你的速度放慢，”他說(shuō)。正如一個(gè)建筑一樣，通過(guò)在樓層之間提供捷徑，電路層之間互相疊加，特格說(shuō)。但不幸的是，構(gòu)造疊加3D芯片的技術(shù)仍局限在實(shí)驗(yàn)室中。特格找到了一種方法，可以讓只有一層的芯片像疊加在一起的八層芯片一樣工作。

“想象一下，你走進(jìn)樓內(nèi)的電梯，然后退出來(lái)，當(dāng)你在電梯里的時(shí)候，我快速重新布置了家具，”特格說(shuō)。“沒(méi)有辦法告訴你不在相同的地板上。” Tabula公司在其處理的芯片上采取了同樣的策略，以每秒16億次（1.6千兆赫茲）的速度在8個(gè)不同的設(shè)計(jì)圖版之間進(jìn)行循環(huán)。芯片上的信息依此與不同設(shè)計(jì)圖版上的信息相遇，就像它們跳到一個(gè)完全不同的芯片上一樣。“從其表現(xiàn)可以看出，我們的（設(shè)計(jì)）和一堆芯片有顯著區(qū)別，”特格說(shuō)，他把這種虛擬芯片層叫做“褶”（folds）。

這種方法帶來(lái)了速度優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樾盘?hào)不需要像在FPGA上一樣，從一個(gè)芯片表面經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離到達(dá)電路的另一部分。當(dāng)芯片加載了一個(gè)新層，將在原位置顯示新電路。特格估計(jì)Tabula芯片的面積將低于等效FPGA面積的三分之一，制作成本比其低5倍，但是能提供兩倍的邏輯和大約四倍的性能。

像FPGA一樣，Tabula的芯片包括許多相同基本塊陣列，這些陣列可以編程實(shí)現(xiàn)任何邏輯功能。芯片上的存儲(chǔ)器管理芯片循環(huán)遍歷的不同配置。

特格的方法是行之有效的，安德烈·德宏（Andre DeHon）說(shuō)，他在賓夕法尼亞大學(xué)（University of Pennsylvania）研究可配置硬件，已經(jīng)試驗(yàn)出了類(lèi)似的硬件設(shè)計(jì)。FPGA芯片上的大部分面積由接線組成，這些接線需要連接那些工作元件，他說(shuō)。“這種新型設(shè)計(jì)運(yùn)行速度更快，可以避免在信號(hào)穿過(guò)長(zhǎng)距離時(shí)，芯片上的部件只是原地呆在那里。”

Tabula可以在更多應(yīng)用上使用可配置硅來(lái)替代傳統(tǒng)的固定的芯片設(shè)計(jì)，德宏說(shuō)。制作一個(gè)傳統(tǒng)的芯片需要保證百萬(wàn)個(gè)單元，因此也需預(yù)付幾百萬(wàn)美元。“移動(dòng)該花銷(xiāo)和可配置技術(shù)的花銷(xiāo)之間的交差點(diǎn)是一個(gè)問(wèn)題。”

把可配置芯片方法的成本降下來(lái)，就可以使消費(fèi)電子也轉(zhuǎn)而使用可編程芯片，這樣在新設(shè)計(jì)出來(lái)時(shí)就能夠升級(jí)硬件。這種方法目前只應(yīng)用在一些昂貴的設(shè)備上，像手機(jī)基站等。“索尼可以說(shuō)，"看我們的對(duì)手東芝做了什么"，然后升級(jí)它們的電視機(jī)內(nèi)部芯片來(lái)提供新特性，”特格說(shuō)。“在數(shù)碼相機(jī)和電視機(jī)上的應(yīng)用已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)。”

然而，在分析公司Semico Research跟蹤研究FPGA及其相關(guān)技術(shù)的理查·瓦茲尼亞克（Rich Wawzyrniak）指出，這種方法有一定的局限性。“這些設(shè)備的能耗相對(duì)較高，對(duì)于像手機(jī)這樣的設(shè)備來(lái)說(shuō)，這樣能耗太多了。”

但是德宏說(shuō)，可配置芯片可以更頻繁的改變它們的設(shè)計(jì)，使得它們?cè)谟布�和軟件上配合手頭上的任務(wù)。“這些芯片是可以運(yùn)行任何運(yùn)算的真實(shí)平臺(tái)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)觀點(diǎn)來(lái)看，我們提供了把程序代碼映射到工作芯片的方法。”