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
Гибель республики Гибель республики

Подчиняя Новгород, московские правители разрушили дух предпринимательства

Дилетант
Актриса непростого ремесла Актриса непростого ремесла

Катрин Денев — о кино и сельскохозяйственных выставках

GQ
«Обратная сторона свободы – уныние»: история 29-летнего миллионера «Обратная сторона свободы – уныние»: история 29-летнего миллионера

Многие из нас мечтают о жизни без графика и офиса. О свободе делать то, что хочешь. Сергей Потанин, автор видеоблога «Записки путешественника», в 23 года придумал идею бизнеса, в 24 – заработал первый миллион. Вот уже шесть лет он путешествует, не заботясь о финансах. Мы поговорили с ним о том, как найти дело жизни, следовать за мечтой и чем опасна так желанная многими свобода.

Psychologies
Медицина будущего Медицина будущего

Диагностировать заболевания будут алгоритмы, а лечить людей — роботы?

CHIP
Volkswagen Amarok Volkswagen Amarok

Эталон среди пикапов прячет под капотом новый трехлитровый V6

Quattroruote
Илья Кретов Илья Кретов

Глава российского eBay Илья Кретов о будущем интернет-торговли

GQ
5 радостей для органов чувств 5 радостей для органов чувств

Несколько способов привести душу и тело в согласие

Psychologies
Пото­му что я банда Пото­му что я банда

Анто­нио Банде­рас раз­вел­ся, уехал в Лондон, влюбился и поступил в школу моды

Tatler
Алексей Герман-младший Алексей Герман-младший

Алексей Герман-младший: «Новая искренность – это пошлятина»

Esquire
Инвалидное кресло Рузвельта Инвалидное кресло Рузвельта

Как Франклин Делано Рузвельт, получив паралич обеих ног, преодолел предрассудки

Дилетант
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
Как курица лапой Как курица лапой

Если у твоего ребенка неразборчивый почерк, надо ли учить его красиво писать?

Лиза
Жизнь за царя Жизнь за царя

Встречайте будущую звезду русского балета!

Vogue
Легкие штрихи Легкие штрихи

Техника Anti-age макияжа

Добрые советы
Питание чувств Питание чувств

Прийти в хорошую форму за месяц-другой вполне реально

Vogue
Когда нет времени: косметические экспресс-средства, которые помогают нам жить Когда нет времени: косметические экспресс-средства, которые помогают нам жить

Снять макияж одним движением, освежить волосы за пару секунд, быстро успокоить воспаление... И это далеко не полный перечень возможностей экспресс-средств, самого активно развивающегося сегмента в мире красоты.

Psychologies
«Государство их просто обмануло!» «Государство их просто обмануло!»

Валютчики шли на преступление, зная, что в худшем случае отсидят по десять лет

Дилетант
Хлопок и нефть империи Хлопок и нефть империи

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

Forbes
Главная роль Главная роль

Елизавета Боярская в роли Анны Карениной

Домашний Очаг
Татьяна Тарасова Татьяна Тарасова

Правила жизни Татьяны Тарасовой

Esquire
Расписание на день:7 упражнений, чтобы расслабиться Расписание на день:7 упражнений, чтобы расслабиться

С трудом просыпаетесь утром, нехотя идете на работу и с нетерпением ждете вечера, чтобы вернуться домой. Потому что сил уже все равно ни на что нет. Знакомая ситуация? Тогда вам точно пригодятся упражнения, которые помогут снять усталость в течение дня. Советует специалист по релаксации Жиль Дидрикс.

Psychologies
Играя Вронского Играя Вронского

Интервью с актером Максимом Матвеевым

Домашний Очаг
Все дело в шляпе Все дело в шляпе

Евгений Миронов выходит в открытый космос

Esquire
В семье с интровертом: правила выживания В семье с интровертом: правила выживания

Что делать, если в одной семье живут люди с разными темпераментами?

Домашний Очаг
Адмирал на час Адмирал на час

Артиллерийские дуэли в World of Warships

Популярная механика
Свадебный переполох Свадебный переполох

Как не стать комком эмоций перед свадьбой и организовать идеальное торжество

Cosmopolitan
Цифровое творчество Цифровое творчество

Как привить детям любовь к созиданию, а не потреблению

Популярная механика
Дэвид Бекхэм Дэвид Бекхэм

Правила жизни Дэвида Бекхэма

Esquire
Сладкая жизнь Сладкая жизнь

Глюк'oZa о семейном счастье и силе

Cosmopolitan
Открыть в приложении