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
С Верой в лучшее С Верой в лучшее

Королева свадебной моды Вера Ванг привезла все свои платья с Манхэттена в Москву

Vogue
День Д День Д

Актриса Элизабет Дебики — о будущем Голливуда

Vogue
Как ужаленный Как ужаленный

Укусы ос, комаров и клещей — история неприятная и довольно опасная

Добрые советы
Медицина будущего Медицина будущего

Диагностировать заболевания будут алгоритмы, а лечить людей — роботы?

CHIP
Цифровое золото Цифровое золото

Откуда взялись деньги, которым не нужны банки и государства

Русский репортер
Питание чувств Питание чувств

Прийти в хорошую форму за месяц-другой вполне реально

Vogue
Виталий Хаев. Морской характер Виталий Хаев. Морской характер

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

Караван историй
Почему он не женится? Почему он не женится?

Ты готова выйти замуж хоть завтра, а любимый все не делает предложения?

Cosmopolitan
Республика предпринимателей Республика предпринимателей

Республиканские порядки в Великом Новгороде XII века

Дилетант
Играя Вронского Играя Вронского

Интервью с актером Максимом Матвеевым

Домашний Очаг
Взяли под козырек Взяли под козырек

Актер Киллиан Мерфи об «Острых козырьках», славе и работе с Джейми Дорнаном

Glamour
Карта сокровищ Карта сокровищ

Поражающая воображение природа, чистейшие водоемы, идеальные для купания и рыбалки, замки, музеи и парки, простая и вкусная еда – неоспоримые аргументы в пользу отдыха в Австрии всей семьей.

Psychologies
Малый театр Малый театр

Корреспондент Esquire смотрит культовые спектакли в провинции

Esquire
За что мы платим коммуналку? За что мы платим коммуналку?

Управляющую компанию можно и нужно контролировать

Лиза
«Нас не научили ухаживать за отношениями с другим» «Нас не научили ухаживать за отношениями с другим»

Мы стремимся к самодостаточности, зачем тогда мы взаимодействуем с другими людьми? Чем может быть полезно и интересно это общение? И как сохранить на долгие годы отношения дружеские и романтические? Об этом мы поговорили с экзистенциальным психотерапевтом Светланой Кривцовой.

Psychologies
Наталия Касаткина. Жизнь в танце Наталия Касаткина. Жизнь в танце

Екатерина Алексеевна резко оборвала: "На порог не пущу этих модернистов..."

Караван историй
И снова на сверхзвуке И снова на сверхзвуке

Новое поколение пассажирских сверхзвуковых самолетов

Популярная механика
Богатейшие люди царской России Богатейшие люди царской России

К началу XX века богатейшими людьми были не аристократы, а предприниматели

Дилетант
Они справляются с нагрузкой Они справляются с нагрузкой

Наши герои нашли способ выдерживать перегрузки

Psychologies
Гормональный код стройности Гормональный код стройности

Ты сидишь на диете, занимаешься фитнесом, а вес не уходит?

Лиза
Мед­ве­жий угол Мед­ве­жий угол

Дом в Подмосковье по проекту архитектора Дмитрия Долгого

AD
Недороги дороги Недороги дороги

Как и чем расплачиваться в поездке, чтобы ни рубля не потерять на конвертации.

Cosmopolitan
Мама всегда права Мама всегда права

Интервью с актрисой Олесей Судзиловской

Добрые советы
Анна Сидорова: девушка, с которой тепло Анна Сидорова: девушка, с которой тепло

Анна Сидорова проводит на льду, толкая камни для керлинга

Esquire
На даче без незадачи На даче без незадачи

Ухаживать за грядками, стричь газон, освежать новой краской забор – тяжелый труд

Лиза
Гений места Гений места

В «Барвихе Luxury Village» придумали свадьбу под ключ

Vogue
Секретная Греция Секретная Греция

В майском номере Неллия Тогас знакомит нас со «своей» Грецией

Домашний Очаг
5 радостей для органов чувств 5 радостей для органов чувств

Несколько способов привести душу и тело в согласие

Psychologies
Хлопок и нефть империи Хлопок и нефть империи

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

Forbes
Открыть в приложении