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
Мама, не горюй! Мама, не горюй!

Топ-модель Крисси Тейген о своей послеродовой депрессии

Glamour
Мифы о мужском бесплодии Мифы о мужском бесплодии

Развеиваем популярные мифы о мужском бесплодии

9 месяцев
Предприниматели Страны Советов Предприниматели Страны Советов

В эпоху запрета частного производства люди налаживали выпуск дефицитных товаров

Дилетант
Медицина будущего Медицина будущего

Диагностировать заболевания будут алгоритмы, а лечить людей — роботы?

CHIP
Курс на сближение Курс на сближение

Что важно в отношениях на самом деле?

Cosmopolitan
Он такой тревожный! Он такой тревожный!

Как общаться с ребенком, который всего боится

Домашний Очаг
Силы спасения Силы спасения

Что предпринимается, чтобы в космонавтике было меньше места для героизма

Популярная механика
Легенды и мифы советского спорта Легенды и мифы советского спорта

Топ-10 легендарных спортсменов России

Esquire
Самая нужная экономика Самая нужная экономика

В марте Украина ввела полную торговую блокаду Донбасса

Русский репортер
Ветрополис Ветрополис

Что происходит в единственном в России городе айтишников

РБК
Текст Текст

Глава из нового романа Дмитрия Глуховского

Esquire
Мимо кассы Мимо кассы

Немного о мужских заначках

Добрые советы
Сон в руку Сон в руку

«Аскона» зарабатывает 55% выручки, продавая тумбочки, текстиль и гаджеты

Forbes
Понятнее не стало? Понятнее не стало?

Как надо правильно принимать экзамены и выдавать права по новому регламенту

АвтоМир
На даче без незадачи На даче без незадачи

Ухаживать за грядками, стричь газон, освежать новой краской забор – тяжелый труд

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

Актриса Леа Сейду боится летать и остается в кровати

Esquire
Mazda CX-5 Mazda CX-5

Кроссовер нового поколения многолик – в зависимости от угла обзора

Quattroruote
Город планетарного масштаба Город планетарного масштаба

Весь мир превращается в единый гигантский мегаполис

Русский репортер
Война и мир Федерико Урибе Война и мир Федерико Урибе

Самые известные его работы сделаны из стреляных гильз и патронов

Популярная механика
Карточный комик Карточный комик

Мировая политика окончательно превратилась в кинематограф

Русский репортер
И снова на сверхзвуке И снова на сверхзвуке

Новое поколение пассажирских сверхзвуковых самолетов

Популярная механика
Когда родители «давят» на детей Когда родители «давят» на детей

Заложники родительской тревоги: на детей часто наваливается слишком тяжелый груз

Psychologies
15 мыслей Валерия Тодоровского 15 мыслей Валерия Тодоровского

После девятилетнего перерыва режиссер вернулся к полному метру

GQ
Не виноватая я Не виноватая я

Как быть, если чувство вины появляется не к месту?

Cosmopolitan
Крис Пратт: Снова на охране Крис Пратт: Снова на охране

Крис Пратт – идеальный мужчина

Cosmopolitan
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
Одино­кий мужчина Одино­кий мужчина

Откровенный разговор Ольги Шелест и «Холостяка» Ильи Глинникова

Glamour
«Нам пора обратить на себя внимание» «Нам пора обратить на себя внимание»

Интервью с Анастасией Гостевой

Psychologies
Взяли под козырек Взяли под козырек

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

Glamour
Открыть в приложении