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

MicroLED: лучше, чем OLED MicroLED: лучше, чем OLED

Микро-светодиоды станут частью следующего поколения дисплеев

CHIP
Он такой тревожный! Он такой тревожный!

Как общаться с ребенком, который всего боится

Домашний Очаг
Эпидемия цифрового слабоумия: почему нынешние поколения глупее предыдущих Эпидемия цифрового слабоумия: почему нынешние поколения глупее предыдущих

Почему из-за развития цифровых технологий снижаются когнитивные функции человека

Монокль
Адмирал на час Адмирал на час

Артиллерийские дуэли в World of Warships

Популярная механика
Список против системы Список против системы

Культовый «Список Шиндлера» выглядит предупреждением, а не эпитафией

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

Как выглядят предприниматели в классической русской литературе

Дилетант
Mercedes-Benz E-Class Mercedes-Benz E-Class

Купив подержанный Mercedes W212, вы получите высокий уровень комфорта

АвтоМир
Теплое местечко Теплое местечко

Топ 8 южных курортов, где можно прекрасно отдохнуть на море

Лиза
Война и мир Федерико Урибе Война и мир Федерико Урибе

Самые известные его работы сделаны из стреляных гильз и патронов

Популярная механика
Гений места Гений места

В «Барвихе Luxury Village» придумали свадьбу под ключ

Vogue
Когда родители «давят» на детей Когда родители «давят» на детей

Заложники родительской тревоги: на детей часто наваливается слишком тяжелый груз

Psychologies
Некоронованная королева Висбадена Некоронованная королева Висбадена

Она пленяла всех, приезжающих в Висбаден

Караван историй
Дружба крепкая? Дружба крепкая?

Есть ли выход из "френд-зоны"?

Cosmopolitan
«Я ничего не чувствую»: как вернуть себе себя «Я ничего не чувствую»: как вернуть себе себя

Успеть все – таков девиз современности. Выкладываясь по полной программе на работе и дома, мы чувствуем, будто нас разобрали на кусочки. Тренер Ольга Армасова уверена, что, распределяя силы иначе, мы вернем себе цельность.

Psychologies
Вадим Казаченко. Изображая жертву Вадим Казаченко. Изображая жертву

Ольга жаждала славы. И получила ее, пусть и скандальную, разыграв роль жертвы

Караван историй
Кукольных дел мастер Кукольных дел мастер

Дизайнер обуви Фабрицио Вити показал Vogue сокровища своей квартиры

Vogue
Дом или барак Дом или барак

Что будет на месте снесенных пятиэтажек, если строить как всегда

Русский репортер
Аманда Сейфрид Аманда Сейфрид

О новом аромате, бесстрашии и сумасшедших поступках

Cosmopolitan
«Нехорошие» инфекции «Нехорошие» инфекции

Опытный акушер-гинеколог отвечает на 4 самых важных вопроса о ЗППП

Лиза
BMW 5-й серии BMW 5-й серии

Когда едешь за рулем, о пятиметровой длине даже не вспоминаешь

Quattroruote
Пять способов смотреть – или пересматривать – «Твин Пикс» Пять способов смотреть – или пересматривать – «Твин Пикс»

Пять способов познакомиться с «Твин Пикс» или освежить свои познания о нем

Правила жизни
Республика предпринимателей Республика предпринимателей

Республиканские порядки в Великом Новгороде XII века

Дилетант
Как ужаленный Как ужаленный

Укусы ос, комаров и клещей — история неприятная и довольно опасная

Добрые советы
За что мы платим коммуналку? За что мы платим коммуналку?

Управляющую компанию можно и нужно контролировать

Лиза
Жизнь за царя Жизнь за царя

Встречайте будущую звезду русского балета!

Vogue
Citroёn C4 Sedan Citroёn C4 Sedan

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

АвтоМир
Хлопок и нефть империи Хлопок и нефть империи

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

Forbes
Все дело в шляпе Все дело в шляпе

Евгений Миронов выходит в открытый космос

Esquire
Ударная волна Ударная волна

Галь Гадот ворвалась в Голливуд и почти сразу получила роль Чудо-женщины

Cosmopolitan
Верю! Верю!

Самые красивые российские актрисы позируют для GQ

GQ
Открыть в приложении