На международной конференции International Solid State Circuits Conference 2013) была представлена новая разработка с ультранизкой потребляемой мощностью. Процессор, созданный Хольстен Центром (Holst Centre) и imec, продолжает функционировать при околопороговом напряжении. Рабочая частота процессора 1 МГц при напряжении до 0,4 В. В тестах использующих быстрое преобразование Фурье, потребляемая мощность составляет 79 мкВт.
Данный процессор со столь малым потреблением энергии представляет несомненную ценность для применения в биомедицинских измерениях — контроля энцефалограммы и кардиограммы. При создании энергосберегающей архитектуры и интерфейса связи с ядром процессора, ставились задачи получения ультранизкого потребления мощности, при повышении эффективности работы и обеспечении высокой надёжности.
Самым важным достижением, позволившим создать такой процессор, является уменьшение необходимого напряжения при проведении логических операций. Этого напряжения достаточно для решения прикладных задач в диапазоне рабочих температур. Это стало возможным за счет применения ускоренного смещения транзисторов на кристалле, дающего возможность работать при напряжениях, превышающих порог КМОП технологии. Напряжение, в зависимости от решаемых задач и текущих требований, находится в диапазоне между минимальным 0,4 В и номинальным 1,1 В.
При функционировании в реальных условиях всегда присутствуют возмущающие факторы, дестабилизирующие питающее напряжение. При околопороговых питающих напряжениях эти отклонения могут вызвать остановку работы процессора. Для гарантии высокой надежности и исключения подобных рисков, разработчики подключили к наиболее критически важным частям процессора так называемые «металлические триггеры». Они спроектированы таким образом, чтобы обеспечивать прерывание сигнала до того, как операционное напряжение в данной сигнальной цепи превысит порог номинального значение питания, и в процессор пойдет шум.
Для дополнительного снижения потребления энергии источника питания, внутренний интерфейс позволяет управлять отдельными частями процессора, например, позволяя отключать ядро процессора или уменьшить напряжение питания памяти, если эти компоненты в данный момент времени не используются. Также возможно динамическое изменение исполнительных методов вычисления процессора, посредством оптимизации числа используемых функциональных ячеек в процессорном ядре для реализации конкретного алгоритма. Неиспользуемые в текущий момент функциональные ячейки отключаются, что позволяет дополнительно уменьшить расход энергии.