Главные технотренды 2018

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 и читайте статьи из популярных журналов

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Будущее автопрома Будущее автопрома

Последние достижения в сферах электромобилей и беспилотных авто

CHIP, июнь'17
Колонизация планет Колонизация планет

Насколько трудно переселить людей с Земли?

Игромания, июнь'17
Умеренный пользователь Умеренный пользователь

Как следует выбирать хорошее вино

GQ, июль'18
«Слава Богу, что у людей нельзя отнять сказку…» «Слава Богу, что у людей нельзя отнять сказку…»

Андрей Олегович давненько не был нашим гостем—и мы решили исправить это упущение

Мир Фантастики, июнь'17
Медицина будущего Медицина будущего

Диагностировать заболевания будут алгоритмы, а лечить людей — роботы?

CHIP, май'17
Соломенная шляпка Соломенная шляпка

Тридцатилетняя Сигрид Буази в жизни хохотушка и модница

Vogue, июнь'17
И снова на сверхзвуке И снова на сверхзвуке

Новое поколение пассажирских сверхзвуковых самолетов

Популярная механика, май'17
Влаж­ная фигура Влаж­ная фигура

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

Glamour, июнь'17
Банкиры на промысле Банкиры на промысле

Московские финансисты завладели крупнейшей рыбопромышленной компанией Сахалина

Forbes, июнь'17
Дело Хоттабыча Дело Хоттабыча

Какова плата за попытку ворошить прошлое

Русский репортер, май'17
Почему он не женится? Почему он не женится?

Причины и методы воздействия

Cosmopolitan, май'17
Чистые танцы Чистые танцы

Интервью с Сергеем Полуниным

L’Officiel, июнь'17
Цифровое творчество Цифровое творчество

Как привить детям любовь к созиданию, а не потреблению

Популярная механика, июнь'17
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, май'17
Война и мир Федерико Урибе Война и мир Федерико Урибе

Самые известные его работы сделаны из стреляных гильз и патронов

Популярная механика, май'17
«Поменять образ жизни – уже умереть»: как не запустить стресс «Поменять образ жизни – уже умереть»: как не запустить стресс

Вы наверняка не раз натыкались на совет: не можешь изменить ситуацию – измени отношение к ней. Легко сказать! Но и сделать, оказывается, можно. Например, с помощью практики внимательности. Как именно, рассказывает психолог Анастасия Гостева.

Psychologies, май'17
Карточный комик Карточный комик

Мировая политика окончательно превратилась в кинематограф

Русский репортер, май'17
«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, май'17
Бегущие со смыслом Бегущие со смыслом

28 мая в Москве будет дан старт зеленому марафону «Бегущие сердца»

L’Officiel, июнь'17
Что естественно, то прекрасно Что естественно, то прекрасно

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

Популярная механика, май'17
Теплое местечко Теплое местечко

Топ 8 южных курортов, где можно прекрасно отдохнуть на море

Лиза, май'17
Кукольных дел мастер Кукольных дел мастер

Дизайнер обуви Фабрицио Вити показал Vogue сокровища своей квартиры

Vogue, июнь'17
Дочки  сыночки Дочки  сыночки

Об экстракорпоральном оплодотворении — ЭКО — говорят много

L’Officiel, июнь'17
BMW 5-й серии BMW 5-й серии

Когда едешь за рулем, о пятиметровой длине даже не вспоминаешь

Quattroruote, июнь'17
Citroёn C4 Sedan Citroёn C4 Sedan

Попытка Citroёn создать крепкий тыл на отечественном рынке. Скорее, неудачная

АвтоМир, май'17
Лавка писателя Лавка писателя

Интервью с писателем Владимиром Сорокиным

L’Officiel, июнь'17
YouДудь YouДудь

Как Юрий Дудь создал один из самых сильных персональных брендов в медиа

РБК, июнь'17
Сила повсюду Сила повсюду

След «Звёздных войн» в культуре

Мир Фантастики, июнь'17
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, май'17
Как практиковать медитацию в повседневной жизни Как практиковать медитацию в повседневной жизни

Пользоваться своей ментальной силой для самоисцеления проще, чем кажется. Программа из семи шагов от мастера медитации дзен Марка де Смедта – для тех, кто хочет научиться легко восстанавливать силы.

Psychologies, май'17