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
Мама, не горюй! Мама, не горюй!

Топ-модель Крисси Тейген о своей послеродовой депрессии

Glamour
Будда с Маунтстрит Будда с Маунтстрит

Дуглас Хейвард. Портной для шоу-бизнеса

The Rake
«Нехорошие» инфекции «Нехорошие» инфекции

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

Лиза
Медицина будущего Медицина будущего

Диагностировать заболевания будут алгоритмы, а лечить людей — роботы?

CHIP
Разбор Тёмы Разбор Тёмы

Артемий Лебедев – о дебатах с Навальным, туалетах и аллергии

Esquire
Питание чувств Питание чувств

Прийти в хорошую форму за месяц-другой вполне реально

Vogue
Предприниматели Страны Советов Предприниматели Страны Советов

В эпоху запрета частного производства люди налаживали выпуск дефицитных товаров

Дилетант
Теперь всё можно Теперь всё можно

Мы нашли 25 доказательств, что жизнь в 30 становится понятнее и счастливее

Cosmopolitan
И твоя мама тоже И твоя мама тоже

Как избавиться от комплексов из детства

Glamour
Temps Perdu Temps Perdu

Лусия Берлин «Потерянное время»

Esquire
«Государство их просто обмануло!» «Государство их просто обмануло!»

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

Дилетант
Переговоры на бегу Переговоры на бегу

Куда бегут, плывут и едут бизнесмены

GQ
6 историй о вселенной Twin Peaks от создателя сериала Марка Фроста 6 историй о вселенной Twin Peaks от создателя сериала Марка Фроста

Соратник Дэвида Линча рассказывает, как создавался третий сезон сериала

Правила жизни
«Я ничего не чувствую»: как вернуть себе себя «Я ничего не чувствую»: как вернуть себе себя

Успеть все – таков девиз современности. Выкладываясь по полной программе на работе и дома, мы чувствуем, будто нас разобрали на кусочки. Тренер Ольга Армасова уверена, что, распределяя силы иначе, мы вернем себе цельность.

Psychologies
Запрещенный интернет Запрещенный интернет

В мире усиливается тенденция на ограничения сетевых свобод

Русский репортер
«Бюджет» страны «Бюджет» страны

Кого же из них выбрать, если нужен автомобиль с механической коробкой передач?

АвтоМир
Леа Сейду: девушка, способная на все Леа Сейду: девушка, способная на все

Актриса Леа Сейду боится летать и остается в кровати

Esquire
Цифровое творчество Цифровое творчество

Как привить детям любовь к созиданию, а не потреблению

Популярная механика
Как курица лапой Как курица лапой

Если у твоего ребенка неразборчивый почерк, надо ли учить его красиво писать?

Лиза
Курс на сближение Курс на сближение

Что важно в отношениях на самом деле?

Cosmopolitan
Риналь Мухаметов Риналь Мухаметов

Риналь Мухаметов. Что же в этом парне такого особенного?

Cosmopolitan
В темной комнате В темной комнате

Эволюция эскейп-румов – «квестов в реальности» – происходит стремительно

Популярная механика
Сон в руку Сон в руку

«Аскона» зарабатывает 55% выручки, продавая тумбочки, текстиль и гаджеты

Forbes
Когда нет времени: косметические экспресс-средства, которые помогают нам жить Когда нет времени: косметические экспресс-средства, которые помогают нам жить

Снять макияж одним движением, освежить волосы за пару секунд, быстро успокоить воспаление... И это далеко не полный перечень возможностей экспресс-средств, самого активно развивающегося сегмента в мире красоты.

Psychologies
Что естественно, то прекрасно Что естественно, то прекрасно

Нас будут окружать вещи, соавторами которых наравне с людьми выступят компьютеры

Популярная механика
Бремя первых Бремя первых

Как государственная поддержка навредила Тимуру Бекмамбетову

Forbes
Пять способов смотреть – или пересматривать – «Твин Пикс» Пять способов смотреть – или пересматривать – «Твин Пикс»

Пять способов познакомиться с «Твин Пикс» или освежить свои познания о нем

Правила жизни
Сладкая жизнь Сладкая жизнь

Глюк'oZa о семейном счастье и силе

Cosmopolitan
Никакой нервотрепки Никакой нервотрепки

Не все системы парковки одинаково эффективны

Quattroruote
Открыть в приложении