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
Партия хипстеров и Капков Партия хипстеров и Капков

Сергей Капков – о геополитике, парках и картошке

Esquire
Решительные меры Решительные меры

Как делать только правильный выбор, мы рассказываем в этой статье

Cosmopolitan
Война и мир Федерико Урибе Война и мир Федерико Урибе

Самые известные его работы сделаны из стреляных гильз и патронов

Популярная механика
Умная материя Умная материя

Армия нанороботов сделает нашу жизнь окончательной фантастикой

Популярная механика
Силы спасения Силы спасения

Что предпринимается, чтобы в космонавтике было меньше места для героизма

Популярная механика
Человек Памук Человек Памук

Орхан Памук отвечает на вопросы книготорговца Бориса Куприянова

Esquire
Самая нужная экономика Самая нужная экономика

В марте Украина ввела полную торговую блокаду Донбасса

Русский репортер
(Не) Уверена в себе (Не) Уверена в себе

Откуда берется неуверенность в себе и можно ли что-то с этим сделать?

Домашний Очаг
Суть Линча Суть Линча

Дэвид Линч о новом сезоне «Твин Пикса»

GQ
Иван Сидорок Иван Сидорок

Венчурный инвестор Иван Сидорок о том, где видеть прибыль

GQ
Руки прочь Руки прочь

О совсем нелинейном пути к эпохальным изменениям

Quattroruote
Дэвид Бекхэм Дэвид Бекхэм

Правила жизни Дэвида Бекхэма

Esquire
Шёпот смерти Шёпот смерти

Не один фильм про шпионов не обходится без оружия с глушителями

Популярная механика
Гид по выживанию в напряженной ситуации Гид по выживанию в напряженной ситуации

Несколько простых приемов, которые помогут справиться с избытком чувств

Psychologies
Я цы­ган­ский барон Я цы­ган­ский барон

IT-миллиардер Эрик Шмидт и весь его табор

Tatler
На свободной волне На свободной волне

Как Александр Чемерис рассчитывает победить индустрию телекоммуникаций

РБК
Евгения Лоза: Евгения Лоза:

Не поверите, но не вспомню, когда ко мне последний раз подходили знакомиться

Караван историй
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
Карточный комик Карточный комик

Мировая политика окончательно превратилась в кинематограф

Русский репортер
В плену иллюзий В плену иллюзий

Какие представления об идеальном браке мешают строить брак счастливый

Cosmopolitan
Citroёn C4 Sedan Citroёn C4 Sedan

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

АвтоМир
«Нехорошие» инфекции «Нехорошие» инфекции

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

Лиза
Свободное падение Свободное падение

Как развлекаются подростки, бросаясь под автомобили

Esquire
Богатейшие люди царской России Богатейшие люди царской России

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

Дилетант
«Мы врем своим телом с утра до вечера – и другим, и себе» «Мы врем своим телом с утра до вечера – и другим, и себе»

Как складываются у нас отношения с телом? Умеем ли мы понимать его сигналы? Действительно ли тело не врет? И наконец, как с ним подружиться? Отвечает гештальт-терапевт Марина Баскакова.

Psychologies
Фаррелл Уильямс Фаррелл Уильямс

Фаррелл Уильямс: «Иногда самое трудное – это превращать молчание в слова»

Esquire
Питание чувств Питание чувств

Прийти в хорошую форму за месяц-другой вполне реально

Vogue
Морской толк Морской толк

Два бывших трудоголика сидели под пальмой и напряженно пытались отдохнуть

Cosmopolitan
Мимо кассы Мимо кассы

Немного о мужских заначках

Добрые советы
Открыть в приложении