Новые подходы к производству чипов, искусственный интеллект, Интернет вещей

CHIPHi-Tech

Тренды > Технологии будущего

Главные технотренды 2018

В IT-разработках дальнейшее развитие традиционных компьютерных технологий играет всего лишь вспомогательную роль. Искусственный интеллект и Интернет вещей задают тон на ближайшее будущее.

Тот факт, что нас окружают компьютеры, а мы постоянно находимся на связи со смартфонами в руках, сегодня воспринимается как нечто само собой разумеющееся. Начало такого симбиоза человека, Сети и компьютера знаменует известная рекламная вставка AOL с Борисом Беккером и его «Ich bin drin» («Я внутри», «я в деле»). Двадцать лет спустя, в 2019-м, смысл сочетания «быть внутри» воспринимается по-другому. Может быть, искусственный интеллект (ИИ) и Интернет вещей — это два понятия, которые означают для многих что-то роковое и далекое, как еще пару лет назад облачные технологии, но за ними стоят перемены, которые крепко охватывают повседневную жизнь.

Интернет вещей — это мир сантиметровых устройств, объединенных в сеть, состоящих из чипов, датчиков и беспроводной связи. Они вшиты в одежду, встроены в автомобили, уличные фонари, вмонтированы в места стоянки и собирают потоки данных, которые, в свою очередь, в будущем станут обрабатываться не простыми алгоритмами, а самообучающимися системами, с каждым притоком информации становящимися все лучше и откликающимися все более «интеллектуально».

Но этот чудесный новый мир наступит только при условии, что будет соблюдена основная константа: чтобы повысить эффективность вычислений компьютеров, самые маленькие вычислительные блоки — транзисторы — должны стать еще более компактными. Если еще 15 лет назад размер транзисторов составлял 130 нм, что сопоставимо с размером вируса гриппа, то сегодня ученые ломают голову в поисках способа уменьшить транзисторы в будущем до диаметра атома (0,3 нм).

Миниатюризация для прогресса

Транзисторы — это миниатюрные электронные переключатели, представляющие значение 0 или 1 бинарного кода. Чем они меньше, тем быстрее компьютер производит вычисления, если говорить о производительности, и тем энергоэффективнее он работает, если говорить об оптимизации энергопотребления. Знаменитый закон Мура, озвученный полвека назад, заключается в следующем: количество транзисторов, размещаемых на одной и той же площади интегральной схемы, каждые полтора года увеличивается в два раза. Такое удваивание означает повышение эффективности до 40%. Большего производители микропроцессоров на сегодняшний день достичь не в состоянии, поскольку используемые технологии производства микросхем дошли до пределов своих возможностей.

Уже сегодня развитие нового поколения требует не одного миллиарда долларов. Из двух десятков производителей интегральных микросхем закону Мура сейчас отвечают всего четыре: Intel, Samsung, TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company) и GlobalFoundries, поставщик чипов AMD. Полупроводниковые изделия TSMC используют многие производители смартфонов. Кроме того, обозначения размеров поколения транзисторов больше не соответствует фактическим размерам. В настоящее время Samsung позиционирует свой Galaxy S8 как смартфон с чипом с десятинанометровыми транзисторами, но по сути никаких транзисторов размером в 10 нм там нет, а то, что Samsung называет «10 нанометров», для Intel и TSMC означает немного другое (см. справа внизу).

Этот момент также связан с новой структурой FinFET, которую Intel впервые использовала в 2012 году. Говоря простыми словами, эти транзисторы состоят из двух конструктивных элементов: затворов и каналов в виде плавников или ребер, перекрещивающихся между собой и образующих сетку (см. справа). Затвор пропускает или блокирует ток, протекающий по плавнику, обеспечивая таким образом переключение значения с 0 на 1 и наоборот. Сравнить размеры элементов структуры разных производителей микросхем можно по двум параметрам: Contacted Poly Pitch — шаг затворов, и Minimum Metal Pitch — расстояние между контактами, которые находятся непосредственно над транзисторами и обеспечивают подачу тока.

Транзисторы FinFET на рынке с 2012 года. Они состоят из двух конструктивных элементов: каналов-плавников и затворов. Напряжение на затворе переключает транзистор

Без пяти двенадцать для закона Мура

Преимущества транзисторов FinFET заключаются в плавниках. Затвор обхватывает канал-плавник с трех сторон, в результате чего повышается эффективность управления включением и отключением тока. Но чем меньше структуры, тем сложнее контролировать прохождение тока. В результате возникает ток утечки, повышается теплоотдача и энергопотребление. В производстве полупроводниковых приборов считается, что предел технологии FinFET — семь нанометров. Компания TSMC намерена к 2018 году перейти на семь нанометров для iPhone через одно поколение, и это будет последним поколением микропроцессоров, выпущенных по старой технологии.

Чем меньше транзисторы FinFET, тем выше производительность чипа. Определяющими являются два параметра: шаг затворов (CPP) и расстояние между контактами, которые подают ток (MMP)

Срок действия закона Мура должны продлить две новинки. В первую очередь — использование нового метода экспонирования. Производители интегральных микросхем по-прежнему применяют иммерсионную литографию для формирования кремниевых структур при помощи лазера, излучающего свет с длиной волны 193 нм. Чтобы вырастить структуры, размер которых меньше длины волны, материал многократно экспонируется через матрицы. В будущем будет использоваться фотолитография в глубоком ультрафиолете (EUV) — лазер будет излучать волны длиной всего 13,5 нм. Применение волн такой длины требует перемещения полупроводниковых пластин через ряд установок, причем в вакууме, что представляет собой технические сложности. Нидерландская компания ASML уже производит тестовые EUV-литографы, из которых 14 систем уже используются по всему миру. По всей видимости, к 2019 году ASML созреет для серийного производства EUV-установок.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Будущее автопрома Будущее автопрома

Последние достижения в сферах электромобилей и беспилотных авто

CHIP
Дом или барак Дом или барак

Что будет на месте снесенных пятиэтажек, если строить как всегда

Русский репортер
Голографическая реальность Голографическая реальность

Инновационный head-up-дисплей дополняет полезной информацией реальный мир

Популярная механика
Предприниматели Страны Советов Предприниматели Страны Советов

В эпоху запрета частного производства люди налаживали выпуск дефицитных товаров

Дилетант
Медицина будущего Медицина будущего

Диагностировать заболевания будут алгоритмы, а лечить людей — роботы?

CHIP
Хлопок и нефть империи Хлопок и нефть империи

Россия завоевывала Среднюю Азию не только с помощью штыков, но и экономически

Forbes
Volkswagen Amarok Volkswagen Amarok

Эталон среди пикапов прячет под капотом новый трехлитровый V6

Quattroruote
Древо экономики Древо экономики

Роман Троценко о том, как вырастить новое поколение предпринимателей

Forbes
Юл Бриннер. Дорогой длинною Юл Бриннер. Дорогой длинною

Необыкновенная судьба обыкновенного человека

Караван историй
Запрещенный интернет Запрещенный интернет

В мире усиливается тенденция на ограничения сетевых свобод

Русский репортер
Скарлетт Йоханссон: девушка, которая не устает Скарлетт Йоханссон: девушка, которая не устает

Скарлетт Йоханссон снимает доспехи в спальне и приглашает Esquire за город

Esquire
BMW 5-й серии BMW 5-й серии

Когда едешь за рулем, о пятиметровой длине даже не вспоминаешь

Quattroruote
Самая нужная экономика Самая нужная экономика

В марте Украина ввела полную торговую блокаду Донбасса

Русский репортер
Пищевое поведение: 5 типов девушек, которые никогда не полнеют Пищевое поведение: 5 типов девушек, которые никогда не полнеют

Наверняка у вас есть такие знакомые. Одна ест пирожные на ночь и все равно выпадает из брюк самого маленького размера. Другая не ест почти ничего ради идеальной фигуры, но откуда-то находит силы вести активный образ жизни. Дело в обмене веществ, пищевых привычках и чертах характера. Пищевое поведение девушек, которые никогда не полнеют, анализирует психотерапевт Жерар Апфельдорфер.

Psychologies
Каталонский Мессионер Каталонский Мессионер

Лионель Месси – новая эпоха в футболе

Esquire
Некоронованная королева Висбадена Некоронованная королева Висбадена

Она пленяла всех, приезжающих в Висбаден

Караван историй
Илья Кретов Илья Кретов

Глава российского eBay Илья Кретов о будущем интернет-торговли

GQ
Когда родители «давят» на детей Когда родители «давят» на детей

Заложники родительской тревоги: на детей часто наваливается слишком тяжелый груз

Psychologies
И твоя мама тоже И твоя мама тоже

Как избавиться от комплексов из детства

Glamour
Между черной и белой Между черной и белой

Неприятно признаваться, но мы завидуем, и порой довольно мучительно

Добрые советы
Виталий Хаев. Морской характер Виталий Хаев. Морской характер

Кино — мир в мире, иллюзия, создающая иллюзию. Туда нельзя заходить кому попало

Караван историй
«Нехорошие» инфекции «Нехорошие» инфекции

Опытный акушер-гинеколог отвечает на 4 самых важных вопроса о ЗППП

Лиза
Ветрополис Ветрополис

Что происходит в единственном в России городе айтишников

РБК
Истребитель мира Истребитель мира

«Самолет для пенсионеров» МиГ-31

Популярная механика
Леа Сейду: девушка, способная на все Леа Сейду: девушка, способная на все

Актриса Леа Сейду боится летать и остается в кровати

Esquire
Citroёn C4 Sedan Citroёn C4 Sedan

Попытка Citroёn создать крепкий тыл на отечественном рынке. Скорее, неудачная

АвтоМир
Легкие штрихи Легкие штрихи

Техника Anti-age макияжа

Добрые советы
Филипп Киркоров: Хочу, чтобы дети отвечали за свой выбор Филипп Киркоров: Хочу, чтобы дети отвечали за свой выбор

Интервью с эстрадным исполнителем Филиппом Киркоровым

Лиза
До свидания, сестра! До свидания, сестра!

Феминизм – борьба женщин за свои права, но женщины в России ее не поддерживают

Cosmopolitan
«Государство их просто обмануло!» «Государство их просто обмануло!»

Валютчики шли на преступление, зная, что в худшем случае отсидят по десять лет

Дилетант
Открыть в приложении