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
Каталонский Мессионер Каталонский Мессионер

Лионель Месси – новая эпоха в футболе

Esquire
Будет как маяк Будет как маяк

Юрий Колокольников сыграл самую сложную роль в карьере — Владимира Маяковского

Vogue
Скарлетт Йоханссон: девушка, которая не устает Скарлетт Йоханссон: девушка, которая не устает

Скарлетт Йоханссон снимает доспехи в спальне и приглашает Esquire за город

Esquire
Умная материя Умная материя

Армия нанороботов сделает нашу жизнь окончательной фантастикой

Популярная механика
Леа Сейду: девушка, способная на все Леа Сейду: девушка, способная на все

Актриса Леа Сейду боится летать и остается в кровати

Esquire
Крис Пратт: Снова на охране Крис Пратт: Снова на охране

Крис Пратт – идеальный мужчина

Cosmopolitan
Меня взломали? Меня взломали?

Защищаем от шпионского ПО и вирусов смартфоны, компьютеры и бытовую электронику

CHIP
Отель, где лопаются глаза Отель, где лопаются глаза

Самые чудны́е отели мира по цене от нуля до нескольких тысяч евро за ночь

Maxim
За что мы платим коммуналку? За что мы платим коммуналку?

Управляющую компанию можно и нужно контролировать

Лиза
Война и мир Федерико Урибе Война и мир Федерико Урибе

Самые известные его работы сделаны из стреляных гильз и патронов

Популярная механика
Что естественно, то прекрасно Что естественно, то прекрасно

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

Популярная механика
Genesis G90 – Jaguar XJ Genesis G90 – Jaguar XJ

Представительскому седану не так уж обязательно быть немецким

АвтоМир
Истребитель мира Истребитель мира

«Самолет для пенсионеров» МиГ-31

Популярная механика
Адмирал на час Адмирал на час

Артиллерийские дуэли в World of Warships

Популярная механика
Они справляются с нагрузкой Они справляются с нагрузкой

Наши герои нашли способ выдерживать перегрузки

Psychologies
Проект «неделька» Проект «неделька»

Постройнеть всего за семь дней, не отказываясь от пасты, бутербродов и десертов

Добрые советы
В Контакте В Контакте

Подростки видят и чувствуют гораздо больше, чем мы можем себе представить

Добрые советы
Жизнь за царя Жизнь за царя

Встречайте будущую звезду русского балета!

Vogue
Илья Кретов Илья Кретов

Глава российского eBay Илья Кретов о будущем интернет-торговли

GQ
Силы спасения Силы спасения

Что предпринимается, чтобы в космонавтике было меньше места для героизма

Популярная механика
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
Дружба крепкая? Дружба крепкая?

Есть ли выход из "френд-зоны"?

Cosmopolitan
Почему он не женится? Почему он не женится?

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

Cosmopolitan
(Не) Уверена в себе (Не) Уверена в себе

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

Домашний Очаг
Татьяна Тарасова Татьяна Тарасова

Правила жизни Татьяны Тарасовой

Esquire
5 радостей для органов чувств 5 радостей для органов чувств

Несколько способов привести душу и тело в согласие

Psychologies
Сергей Бурунов: Дадут «Оскар», скажу: «Спасибо, тронут» Сергей Бурунов: Дадут «Оскар», скажу: «Спасибо, тронут»

Как актер справляется с ежедневным стрессом и почему не улыбается без причины

Лиза
Хави, Хави Хави, Хави

Хавьер Бардем рассказывает о своей новой роли

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
Открыть в приложении