امروزه بیشتر افراد انتظار دارند که دستگاه‌های الکترونیکی قابل حمل و همراه‌شان قابلیت اتصال به سیستم‌های اینترنت اشیا را داشته باشند. با این حال این فناوری تا زمانی که راهکارهایی مانند پردازنده‌های فوق کم‌مصرف ظهور نکردند، نتوانستند به طور گسترده‌ای به شبکه‌ها و فضاهای ابری متصل شوند.
در سال‌های اخیر، مهندسان و طراحان دستگاه‌های الکترونیکی، به استفاده از میکروکنترلرهای امبدد با مصرف توان بسیار پایین روی آورده‌اند. دستگاه‌هایی با قابلیت استفاده از محاسبات لبه‌ای (edge computing) مانند گوشی‌ها و ساعت‌های هوشمند، با بهره‌گیری از این واحدهای میکروکنترلر فوق کم‌مصرف می‌توانند توان پردازشی بیشتری ارائه دهند و در عین حال عمر باتری طولانی‌تری داشته باشند. از آنجایی که در دستگاه‌های اینترنت اشیا، میزان مصرف انرژی نسبت به توان پردازشی اهمیت به‌سزایی دارد، یکی از عوامل اصلی در انتخاب تراشه‌های امبدد قطعا همین ویژگی مصرف انرژی خواهد بود. این تغییرات باعث رشد روزافزون تولید و ارائه میکروکنترلرهای فوق کم‌مصرف به بازار قطعات الکترونیکی شده و آنها را به عنصری حیاتی در آینده الکترونیک و محاسبات تبدیل کرده است. در ادامه به دلایلی که باعث می‌شود آی سی های فوق کم‌مصرف تعیین کننده آینده دنیای الکترونیک باشند می‌پردازیم.
حفظ انرژی
انسان‌ها برای ادامه زندگی نیاز به صرف انرژی دارند و هرچه در آن عملکرد بهتری ارائه دهند مشکلات آتی آنها کمتر خواهد بود. صرفه‌جویی در مصرف انرژی مزایای متعددی دارد. کاهش مصرف انرژی منجر به کاهش هزینه‌های زندگی شده و تضمین می‌کند که انرژی مقرون به صرفه در دسترس نسل‌های آینده هم قرار گیرد. یکی از راه‌های ساده برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی، جدا کردن دستگاه‌های الکترونیکی و شارژرها از برق در زمانی است که استفاده نمی‌شوند. با این حال، قابلیت‌های صرفه‌جویی در مصرف انرژی که به صورت داخلی در میکروکنترلرهای فوق کم‌مصرف تعبیه شده است نیز تاثیر چشم‌گیری بر افزایش عمر باتری و بهبود بهره‌وری انرژی می‌گذارد. با گسترش روزافزون استفاده از دستگاه‌های قابل حمل، نقش دستگاه‌های فوق کم‌مصرف در زندگی روزمره بیشتر خواهد شد.
مسئولیت در قبال محیط زیست
عامل دیگری که باعث می‌شود استفاده از آی سی های فوق کم‌مصرف در صنایع الکترونیک اهمیت ویژه‌ای داشته باشد، تمرکز روزافزون بر پایداری و آگاهی محیط زیستی است. با افزایش آگاهی جهانی از مصرف انرژی و ردپای کربن و تاثیر آن بر انتشار گازهای گلخانه‌ای مضر و تغییرات اقلیمی، تقاضا برای راه‌حل‌های انرژی کارآمد در حال افزایش است.
در گذشته، تنها لوازم و دستگاه‌های متصل به برق را در محاسبات انرژی در نظر می‌گرفتیم، اما امروزه دستگاه‌های الکترونیکی همراه و قابل حمل نیز به این معادله اضافه شده‌اند. در صورتی که مصرف انرژی این دستگاه‌ها بالا باشد، نه تنها هزینه‌های انرژی را بالا می‌برند، بلکه تاثیرات مخرب زیست محیطی نیز ایجاد خواهند کرد. اما میکروکنترلرهای فوق کم‌مصرف نقش حیاتی در کاهش مصرف انرژی دارند و به این ترتیب به تلاش در زمینه صرفه‌جویی انرژی و پایداری کمک می‌کنند. این عامل باعث پذیرش بیشتر میکروکنترلرهای فوق کم‌مصرف در صنایع مختلف می‌شود و کسب و کارها را به توسعه محصولات انرژی کارآمد ترغیب می‌کند.
عدم دسترسی همیشگی به منابع برق
در کشورهایی که زیرساخت‌های برق آنها توسعه یافته نیست، دستگاه‌های لبه‌ای (edge devices) باید بتوانند بر عمر طولانی باتری تکیه کنند. این امر با استفاده از پردازنده‌های فوق کم‌مصرف ممکن می‌شود. دستگاه‌هایی مانند ساعت‌های هوشمند و ردیاب‌های تناسب اندام می‌توانند با استفاده از این پردازنده‌ها در عین حال که عمر باتری مطلوبی را حفظ می‌کنند، نیازهای روزافزون کاربران امروزی را برآورده کنند. دستگاه‌های لبه‌ای امروزی، نه تنها باید همیشه روشن، فشرده، قابل حمل و ایمن باشند، باید از طریق باتری تغذیه شوند و از نظر مصرف انرژی نیز بهینه باشند. پیشرفت‌های فناوری نیمه‌رسانا منجر به توسعه میکروکنترلرهای فوق کم‌مصرف با عملکرد بهتر و مصرف انرژی کمتر شده است. این میکروکنترلرها ویژگی‌های نوآورانه‌ای مانند کنترل قدرت، تنظیم ولتاژ پویا و حالت‌های خواب را ادغام می‌کنند که به بهبود کارایی انرژی آنها کمک می‌کند. به این ترتیب، کاربران می‌توانند از افزایش کارایی و بهبود عمر باتری در دستگاه‌های خود بهره‌مند شوند.
بهبود کلی کیفیت زندگی
علاوه بر بهره‌وری بیشتر باتری و کاهش مصرف انرژی، دستگاه‌هایی که از راهکارهای فوق کم‌مصرف بهره می‌برند می‌توانند به بهبود کلی کیفیت زندگی افراد کمک کنند. به عنوان مثال، امروزه دستگاه‌های پوشیدنی قادرند به طور مداوم اطلاعات سلامتی ما را پایش کرده یا از قابلیت فرمان صوتی همواره فعال پشتیبانی کنند. اگر دستگاه‌های پوشیدنی بتوانند با مصرف انرژی کمتر، عملکرد بهتری ارائه دهند، درهای جدیدی برای کاربردهای نوآورانه و مدل‌های جدیدتر باز خواهد شد. بهبود کلی عمر باتری باعث افزایش تعداد دستگاه‌های مجهز به اینترنت اشیا در اطراف ما خواهد شد. با افزایش اتصال پذیری، دستگاه‌های فوق کم‌مصرف می‌توانند به طور موثرتری در زندگی روزمره ما ادغام شده و شرایط زندگی را بهبود بخشند. میکروکنترلرهای فوق کم‌مصرف نیازهای این دستگاه‌های پوشیدنی را برآورده می‌کنند و به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهند که دستگاه‌هایی با عمر باتری طولانی‌تر و قابلیت‌های بیشتر، تولید کنند.
پیشگامان انقلاب قطعات الکترونیکی فوق کم‌مصرف
یکی از پیشگامان برجسته در زمینه راه‌حل‌های فوق کم‌مصرف در صنعت الکترونیک، Ambiq است. این شرکت به خاطر سری پردازنده‌های نوآورانه خود، به ویژه سری Apollo، جایگاه محکمی در بازار نیمه‌رساناها پیدا کرده است. سری Apollo4 به خصوص به عنوان گواهی بر تخصص آنها در زمینه بهره‌وری انرژی شناخته می‌شوند و عملکرد بی‌نظیری با حداقل مصرف انرژی ارائه می‌دهند. این سری به طور خاص به خاطر افزایش طول عمر باتری دستگاه‌ها در کاربردهای الکترونیک پوشیدنی و قابل حمل مورد تحسین قرار گرفته‌اند. رویکرد منحصر به فرد Ambiq، که به وسیله پلتفرم اختصاصی ®SPOT تقویت می‌شود، استانداردهای جدیدی را برای عملکرد فوق کم‌مصرف ایجاد کرده و این شرکت را به عنوان یک پیشگام در بازار نیمه‌رساناهای فوق کم‌مصرف معرفی کرده است. به عنوان مثال، برخی از ساعت‌های هوشمند و دستبندهای تناسب اندام تولید شده با این فناوری تا 21 روز بدون نیاز به شارژ کار می‌کنند، در حالی که محصولات رقیب تنها 5 روز دوام می‌آورند.
علاوه بر Ambiq، چندین شرکت دیگر نیز به عنوان بازیگران اصلی در زمینه راه‌حل‌های فوق کم‌مصرف ظاهر شده‌اند و هر کدام نوآوری‌های خاص خود را برای تامین نیازهای رو به رشد بازار دستگاه‌های متصل و اینترنت اشیا ارائه می‌دهند. برخی از این نام‌های برجسته عبارتند از:
Qualcomm
این شرکت به خاطر پردازنده‌های Snapdragon خود شناخته شده است و در پیشبرد مرزهای مصرف کم انرژی، به ویژه برای دستگاه‌های موبایل، نقش موثری داشته است. تراشه‌های Snapdragon به طور خاص برای برقراری تعادل بین عملکرد بالا و بهره‌وری انرژی مناسب طراحی شده‌اند و برای گوشی‌های هوشمند و سایر دستگاه‌های قابل حمل که نیاز به عمر باتری طولانی و در عین حال توان پردازشی بالا دارند ایده‌آل هستند.
Texas Instrument (TI)
این شرکت یکی از بازیگران اصلی در بازار سیستم‌های توکار است و انواع مختلفی از میکروکنترلرها و پردازنده‌های کم‌مصرف را ارائه می‌دهد. محصولات این شرکت برای کاربردهای مختلف از جمله صنعتی، خودرویی و الکترونیک مصرفی بهینه‌سازی شده‌اند. راه‌حل‌های فوق کم‌مصرف TI به خاطر قابلیت اطمینان، انعطاف‌پذیری و طول عمر بالای باتری شناخته شده‌اند و برای سیستم‌های امبدد که در محیط‌های دورافتاده قرار دارند و باید از طریق باتری شارژ شوند، ایده‌ال هستند.
NXP Semiconductor
شرکت نکسپریا در زمینه ارائه راه‌حل‌های کم‌مصرف برای اینترنت اشیا، صنعت خودروسازی و بخش‌های صنعتی تخصص دارد و شهرتی در ارائه پردازنده‌ها و میکروکنترلرهای با بهره‌وری انرژی بالا کسب کرده است. راه‌حل‌های NXP به طور خاص برای کاهش مصرف انرژی طراحی شده‌اند در حالی که عملکرد بالایی را برای دستگاه‌های متصل، از جمله لوازم هوشمند خانگی، سیستم‌های ایمنی خودرو و اتوماسیون صنعتی، فراهم می‌کنند.
STMicroelectronics
این شرکت نیز به خاطر ارائه میکروکنترلرهای سری STM32 خود شناخته شده است که میکروکنترلرهای بسیار کارآمد و کم‌مصرفی را برای کاربردهای مختلف ارائه می‌دهد. سری STM32 برای ارائه عملکرد بالا با حداقل مصرف انرژی طراحی شده‌اند و به عنوان انتخابی محبوب در سیستم‌های امبدد فوق کم‌مصرف به ویژه در بخش‌های صنعتی، خودروسازی و الکترونیک مصرفی شناخته می‌شوند.
این شرکت‌ها به‌طور جمعی در تحول سریع فناوری‌های فوق کم‌مصرف سهم بسزایی داشته‌اند و هرکدام قابلیت‌های خاص خود را به بازار آورده‌اند. نوآوری‌های آنها نقش اساسی در پذیرش گسترده دستگاه‌های متصل، کاربردهای اینترنت اشیاء و الکترونیک‌های پوشیدنی ایفا کرده است. با تمرکز بر کاهش مصرف انرژی بدون از دست دادن عملکرد، این تولیدکنندگان در شکل‌دهی به آینده سیستم‌های الکترونیکی با بهره‌وری انرژی و پیشبرد مرزهای آنچه که در فناوری‌های قابل حمل و باتری‌خور ممکن است، نقشی کلیدی دارند.