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
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
Станислав Сажин Станислав Сажин

Станислав Сажин – генеральный директор соцсети для врачей «Доктор на работе»

Esquire
Республика предпринимателей Республика предпринимателей

Республиканские порядки в Великом Новгороде XII века

Дилетант
Медицина будущего Медицина будущего

Диагностировать заболевания будут алгоритмы, а лечить людей — роботы?

CHIP
Адмирал на час Адмирал на час

Артиллерийские дуэли в World of Warships

Популярная механика
Платформа «Отель» Платформа «Отель»

Андрей Якунин инвестирует в гостиницы сотни миллионов евро

Forbes
Владислав Наставшев. Один на льдине Владислав Наставшев. Один на льдине

Интервью с Владиславом Наставшевым.

СНОБ
Плохой Олли Плохой Олли

Повеса и хулиган Оливер Рид не терял лицо разве что в присутствии любимой собаки

The Rake
Последний шанс Наполеона Последний шанс Наполеона

Возвращение Наполеона к власти получило название «Сто дней»

Дилетант
Жесткая посадка Жесткая посадка

Геннадий Иозефавичус ужасается нравам современных авиапассажиров.

GQ
Весенние сны крейсера «Аврора» Весенние сны крейсера «Аврора»

Как крейсер «Аврора» оказался в центре социально-политических катаклизмов

Дилетант
“Обрести связь с реальностью и понять, в чем наш интерес” “Обрести связь с реальностью и понять, в чем наш интерес”

Пробуем посмотреть на социальную жизнь глазами политолога Екатерины Шульман

Psychologies
Смартфон как причина вашего развода Смартфон как причина вашего развода

Может ли увлечение гаджетами и сетевыми сервисами привести к разрыву отношений?

CHIP
Наталья Кустинская. Расплата за успех Наталья Кустинская. Расплата за успех

Первая половина ее жизни была светлой. А вторая – черной

Лиза
Мальчики и «мажор» Мальчики и «мажор»

Создатели самого популярного русского сериалa об успехе.

GQ
Физи­ка тела Физи­ка тела

Хореограф Владимир Варнава смело пишет новые главы в истории русского балета.

Vogue
Миры Линча Миры Линча

В мае 2017 года мы увидим продолжение легендарного «Твин Пикса»

The Rake
Развести Нигерию Развести Нигерию

Что Сергей Мавроди забыл в Нигерии.

GQ
Куда летел наш паровоз Куда летел наш паровоз

Роль Льва Троцкого в победе красных в Гражданской войне замалчивалась

Дилетант
BMW M2 против Ford Focus RS BMW M2 против Ford Focus RS

Мехатроника, способная подарить несравненное удовольствие от вождения

Quattroruote
Третий сон Бананана Третий сон Бананана

Жизнь после кино: легендарной «Ассе» 30 лет.

Русский репортер
В тени славы Ватерлоо В тени славы Ватерлоо

Все другие достижения Веллингтона оказались в тени битвы при Ватерлоо

Дилетант
Робот у полки: как использовать технологии работы с естественным языком в продуктовой рознице Робот у полки: как использовать технологии работы с естественным языком в продуктовой рознице

Как автоматизировать процессы в розничной продаже с помощью бота в Telegram

Forbes
Мясорубка для чайников Мясорубка для чайников

Как выжить на войне, в плену и в тюрьме

Maxim
Как российский биотех-стартап нашел зарубежных инвесторов, но не нашел понимания в «Сколково» Как российский биотех-стартап нашел зарубежных инвесторов, но не нашел понимания в «Сколково»

Государство тратит деньги на уничтожение компаний, которое само же и создало

Forbes
Максим Фирсов и Сергей Полиссар Максим Фирсов и Сергей Полиссар

Создатели сервиса доставки еды Foodfox о своем бизнесе.

GQ
Тело в дело Тело в дело

Топ-модель Марина Линчук спасает Мальдивы и свою карьеру.

Tatler
Американская мечта Американская мечта

Партнерство с Nike помогло Георгию Генсу заработать 4 млрд рублей за год

Forbes
Теория женского рода: самые яркие женщины научпопа Теория женского рода: самые яркие женщины научпопа

Ученые и журналистки, которые совершают открытия и продвигают науку в массы

Forbes
Открыть в приложении