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
Дружба крепкая? Дружба крепкая?

Есть ли выход из "френд-зоны"?

Cosmopolitan
Все на митинг Все на митинг

Революционные лозунги украшают футболки и даже платья

Vogue
Влаж­ная фигура Влаж­ная фигура

Супермодель Рози Хантингтон-Уайтли о комплексах, бургерах и любви к себе

Glamour
Медицина будущего Медицина будущего

Диагностировать заболевания будут алгоритмы, а лечить людей — роботы?

CHIP
Малый театр Малый театр

Корреспондент Esquire смотрит культовые спектакли в провинции

Esquire
Гормональный код стройности Гормональный код стройности

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

Лиза
Юл Бриннер. Дорогой длинною Юл Бриннер. Дорогой длинною

Необыкновенная судьба обыкновенного человека

Караван историй
Кирилл Серебренников Кирилл Серебренников

Esquire поговорил с режиссером о пользе переодеваний и внутренних демонах

Esquire
Незаконченный портрет Незаконченный портрет

Иван Крамской. Неоконченный портрет.

GALA Биография
Наталья Кустинская. Расплата за успех Наталья Кустинская. Расплата за успех

Первая половина ее жизни была светлой. А вторая – черной

Лиза
Женская собственность Женская собственность

Джуд Лоу. «Нельзя просто так взять и выйти замуж за Джуда Лоу».

GALA Биография
MINI Countryman MINI Countryman

Теперь он стал больше похож на настоящий кроссовер

Quattroruote
Большая энциклопедия джентльмена. Том XIII Большая энциклопедия джентльмена. Том XIII

Учимся выходить из любых идиотских ситуаций.

GQ
Разогнать мозг Разогнать мозг

Мозг всегда работает на сто процентов

Maxim
Песнь льда и шайбы Песнь льда и шайбы

Путеводитель по двигающемуся к нам Чемпионату мира по хоккею 2017.

Maxim
Suzuki Swift Suzuki Swift

Компакт нового поколения уже выезжает на европейские дороги.

АвтоМир
Екатерина Шульман: «Если вы разобщены, вас не существует» Екатерина Шульман: «Если вы разобщены, вас не существует»

В обществе растет явное напряжение, власти все чаще проявляют некомпетентность, а мы чувствуем бессилие и страх. Где искать ресурсы в такой ситуации? Пробуем посмотреть на социальную жизнь глазами политолога Екатерины Шульман.

Psychologies
Второй Рим Второй Рим

В экономике России можно найти немало сходства с хозяйством Древнего Рима

Forbes
Татьяна Виноградова-Шалевич: Жена артиста Татьяна Виноградова-Шалевич: Жена артиста

Слава не подталкивал к решению быть с ним, приняла его я сама

Караван историй
Мир для двоих Мир для двоих

Интервью с Паулиной Андреевой и Федором Бондарчуком

L’Officiel
Платформа «Отель» Платформа «Отель»

Андрей Якунин инвестирует в гостиницы сотни миллионов евро

Forbes
Героиня — Саша Фролова Героиня — Саша Фролова

Почему искусство должно развлекать, и чем плохи тексты «что хотел сказать автор»

Numéro
Леген­ды Кавказа Леген­ды Кавказа

Айшат Кады­ро­ва - умница, скромница, дизайнер и просто дочь главы Чечни.

Tatler
Ирина Хонда: Мы с Витей опытные гонщики Ирина Хонда: Мы с Витей опытные гонщики

Ирина Хонда — о том, как стала пятой женой Проскурина

Караван историй
Актриса — Ингеборга Дапкунайте Актриса — Ингеборга Дапкунайте

Ингеборга Дапкунайте в новом спектакле Максима Диденко

L’Officiel
Ридли Скотт Ридли Скотт

Мэтр не растерял запала: триллер «Чужой: завет» будет реально страшным!

L’Officiel
Куда летел наш паровоз Куда летел наш паровоз

Роль Льва Троцкого в победе красных в Гражданской войне замалчивалась

Дилетант
Пейзаж с чашкой кофе, или из чего состоит Орхан Памук Пейзаж с чашкой кофе, или из чего состоит Орхан Памук

Интервью с Орханом Памуком.

СНОБ
«Я адепт времени невеликой режиссуры» «Я адепт времени невеликой режиссуры»

Режиссер Борис Павлович — о том, как не преодолевать, а стирать границы

Русский репортер
Открыть в приложении