電子ヒューズ

コンピューティングにおいて、eFuse（電子ヒューズ）はコンピュータチップに組み込まれた極小のヒューズです。この技術は、チップの動的なリアルタイム再プログラミングを可能にするために、 2004年にIBMによって発明されました^[1]。抽象的には、コンピュータロジックは一般にチップに「エッチング」または「ハードワイヤード」されており、チップの製造が完了した後は変更できません。eFuseのセットを利用することで、チップメーカーは動作中にチップ上の回路を変更できるようにすることができます。^[2]

eFuse はシリコンまたは金属のトレースで作ることができます。どちらの場合も、電気の流れによって導体材料が移動する現象であるエレクトロマイグレーションによって動作します。エレクトロマイグレーションは故障の原因となるため、チップ設計では一般的に望ましくありませんが、eFuse は他のトレースよりも先に故障するように設計された弱いトレースで作られています。^{[3] [4]}

eFuse は当初、チップ内のパフォーマンス チューニングを実現する方法として IBM によって販売されました。特定のサブシステムに障害が発生したり、応答に時間がかかりすぎたり、電力を消費しすぎたりすると、チップは eFUSE を飛ばすことで即座に動作を変更できます。^{[3] [5] [6]}現在、ほとんどの eFuse はシリアル化データまたはキャリブレーション データをチップにエッチングして読み取り専用の値にするために使用されています。^[7]

eFuseは、実際の物理的な電気ヒューズではなく、1回限りのプログラム可能なROMまたは書き込み制限付きメモリとして使用されることが多いでしょう。これには、CPUに固有の情報を書き込むことや、^[4]ゲームコンソールやその他の制限付きハードウェアの場合は、新しいバージョンを永続的に記録することでダウングレードを防ぐことなどが含まれます。Xbox 360、Nintendo Switch、Pixel 6、Samsung Galaxy S22は、 eFuseをこのように使用することで知られています。^[8]

パフォーマンス調整や一意の ID に使用される eFuse:

• IBM POWER5およびPOWER6ハイエンドRISCプロセッサ。おそらくすべての新しいモデル^[3]
• IBM System z9およびSystem z10 メインフレームプロセッサ^[9]
• PlayStation 3で使用されるSony/Toshiba/IBMセル。ダウングレード防止のために使用されるとは主張されていません。
• Intel Westmere CPU; おそらくすべての新しいモデル^[4]
• 一意の ID 用のTI MSP430 MCUファミリ。
• さまざまな設定に対応するTI FPD-Link SERDES 。

ハードウェア制限に使用されることが知られている eFuse:

• Xbox 360ゲームコンソールのIBM/Microsoft Xenon CPU 。ヒューズは768ビット。^{[10] [11] [12]} 
• Samsung KnoxデバイスはeFuseを使用して、Samsung以外のブートパスが実行されたかどうかを検出します。^[13]

リセット可能なeFuseは回路を保護するために使用されます。リセット可能なヒューズと同様に機能し、通常はスタンドアロンのチップパッケージとして出荷されます。^[14]

シリコンにアンチヒューズを実装する方法はいくつかあります。アンチヒューズ § 集積回路のアンチヒューズを参照してください。

• アンチヒューズ
• 再構成可能なコンピューティング