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
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
Лето звездный Лето звездный

Джаред Лето признается в любви к русским женщинам и выбирает свой аромат

Vogue
Моника Беллуччи. Красота по-итальянски Моника Беллуччи. Красота по-итальянски

Сердце Моники наконец спокойно. Но вот свободно ли?

Караван историй
Умная материя Умная материя

Армия нанороботов сделает нашу жизнь окончательной фантастикой

Популярная механика
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
Студенты на вулкане Студенты на вулкане

Зачем бизнес-школа «Сколково» возит слушателей программы MBA на Камчатку

РБК
В интернете кто-то не прав В интернете кто-то не прав

Геннадий Иозефавичус выносит приговор интернет-спорщикам

GQ
Текст Текст

Глава из нового романа Дмитрия Глуховского

Esquire
Наталия Касаткина. Жизнь в танце Наталия Касаткина. Жизнь в танце

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

Караван историй
Армагеддон, который мы потеряли Армагеддон, который мы потеряли

В 50–60-е годы прошлого века атомные проекты СССР и США были грандиозными

Maxim
Домострой 3D Домострой 3D

Компания Никиты Чен-юн-тая первой в России напечатала дом на принтере

РБК
Дружба крепкая? Дружба крепкая?

Есть ли выход из "френд-зоны"?

Cosmopolitan
Шёпот смерти Шёпот смерти

Не один фильм про шпионов не обходится без оружия с глушителями

Популярная механика
Аманда Сейфрид Аманда Сейфрид

О новом аромате, бесстрашии и сумасшедших поступках

Cosmopolitan
Легкие штрихи Легкие штрихи

Техника Anti-age макияжа

Добрые советы
Они справляются с нагрузкой Они справляются с нагрузкой

Наши герои нашли способ выдерживать перегрузки

Psychologies
Он такой тревожный! Он такой тревожный!

Как общаться с ребенком, который всего боится

Домашний Очаг
Суть Линча Суть Линча

Дэвид Линч о новом сезоне «Твин Пикса»

GQ
«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
Человек Памук Человек Памук

Орхан Памук отвечает на вопросы книготорговца Бориса Куприянова

Esquire
Город планетарного масштаба Город планетарного масштаба

Весь мир превращается в единый гигантский мегаполис

Русский репортер
Цифровое творчество Цифровое творчество

Как привить детям любовь к созиданию, а не потреблению

Популярная механика
Skoda Kodiaq Skoda Kodiaq

Крупный чешский кроссовер проворнее, чем может показаться на первый взгляд

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

Актриса Леа Сейду боится летать и остается в кровати

Esquire
Первые леди Первые леди

Быть супругой президента — трудная работа. Как живут такие женщины?

Добрые советы
Когда родители «давят» на детей Когда родители «давят» на детей

Заложники родительской тревоги: на детей часто наваливается слишком тяжелый груз

Psychologies
Понятнее не стало? Понятнее не стало?

Как надо правильно принимать экзамены и выдавать права по новому регламенту

АвтоМир
«Если бы не Сокуров, этого фильма просто не было» «Если бы не Сокуров, этого фильма просто не было»

Почему Балагов решил напомнить о жизни в конце 90-х и ужасах чеченской войны

Правила жизни
Анна Сидорова: девушка, с которой тепло Анна Сидорова: девушка, с которой тепло

Анна Сидорова проводит на льду, толкая камни для керлинга

Esquire
Открыть в приложении