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
Риналь Мухаметов Риналь Мухаметов

Мы постарались определить, что же в этом парне такого особенного

Cosmopolitan
Playboy и звезды поп-арта: вехи отношений Playboy и звезды поп-арта: вехи отношений

Взаимопересекающиеся культы: мировые звезды поп-арта и журнал Playboy

Playboy
Логика Ло Логика Ло

За что мы столько лет любим Джей‑Ло

GQ
Умная материя Умная материя

Армия нанороботов сделает нашу жизнь окончательной фантастикой

Популярная механика
Хлопок и нефть империи Хлопок и нефть империи

Россия завоевывала Среднюю Азию не только с помощью штыков, но и экономически

Forbes
Чистые танцы Чистые танцы

Интервью с Сергеем Полуниным

L’Officiel
Персона Персона

Арман Давлетяров, гендиректор МУЗ-ТВ

SNC
Каталонский Мессионер Каталонский Мессионер

Вот она – новая эпоха в футболе

Esquire
Дети на стройке Дети на стройке

Борис Минц и сыновья превратили компанию в крупнейшего в стране владельца офисов

Forbes
В Контакте В Контакте

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

Добрые советы
Один из «Миллиардов»: кто вы в большом бизнесе Один из «Миллиардов»: кто вы в большом бизнесе

Сериал «Миллиарды» как пособие по выживанию в компании

Forbes
Взяли под козырек Взяли под козырек

Актер Киллиан Мерфи об «Острых козырьках», славе и работе с Джейми Дорнаном

Glamour
Теплое местечко Теплое местечко

Топ 8 южных курортов, где можно прекрасно отдохнуть на море

Лиза
Рейтинг городов - 2017 Рейтинг городов - 2017

Почему Тюмень и Краснодар лидируют по качеству жизни

Русский репортер
Легкие штрихи Легкие штрихи

Техника Anti-age макияжа

Добрые советы
Бремя первых Бремя первых

Как государственная поддержка навредила Тимуру Бекмамбетову

Forbes
Что делает нас уязвимыми Что делает нас уязвимыми

Попробуем понять причины стресса

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

Актриса Леа Сейду боится летать и остается в кровати

Esquire
Торгаш и ничего святого: предприниматель в русской классике Торгаш и ничего святого: предприниматель в русской классике

Как выглядят предприниматели в классической русской литературе

Дилетант
Алиса Лобанова: хочу, чтобы русские художники вошли в моду Алиса Лобанова: хочу, чтобы русские художники вошли в моду

И это не единственная мечта Алисы, которая кого-то удивит

Лиза
Когда родители «давят» на детей Когда родители «давят» на детей

Заложники родительской тревоги: на детей часто наваливается слишком тяжелый груз

Psychologies
Древо экономики Древо экономики

Роман Троценко о том, как вырастить новое поколение предпринимателей

Forbes
Чужая вселенная Чужая вселенная

Как мир ксеноморфов развивался в фильмах и играх

Игромания
Коллективный аудитор Коллективный аудитор

CrowdSystems помогает брендам изучать аудиторию с помощью покупателей

Forbes
Армагеддон, который мы потеряли Армагеддон, который мы потеряли

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

Maxim
Volkswagen Amarok Volkswagen Amarok

Эталон среди пикапов прячет под капотом новый трехлитровый V6

Quattroruote
Комсомольский комсомолец Комсомольский комсомолец

Уголок желтой прессы

Maxim
Питание чувств Питание чувств

Прийти в хорошую форму за месяц-другой вполне реально

Vogue
Богатейшие люди царской России Богатейшие люди царской России

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

Дилетант
Открыть в приложении