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
Temps Perdu Temps Perdu

Лусия Берлин «Потерянное время»

Esquire
IPhone на колесиках IPhone на колесиках

Смартджет объединяет в себе все лучшие свойства мотоциклов и велосипедов

Популярная механика
Иллюзия полного контроля Иллюзия полного контроля

Мы верим, что полный контроль поможет избежать неприятностей. Так ли это?

Psychologies
Умная материя Умная материя

Армия нанороботов сделает нашу жизнь окончательной фантастикой

Популярная механика
Дети на стройке Дети на стройке

Борис Минц и сыновья превратили компанию в крупнейшего в стране владельца офисов

Forbes
В тени славы Ватерлоо В тени славы Ватерлоо

Все другие достижения Веллингтона оказались в тени битвы при Ватерлоо

Дилетант
Из Сиби­ри с любовью Из Сиби­ри с любовью

Шестнадцатилетняя Крис Грикай­те из Омска открывает шоу Prada.

Vogue
Космические огурцы Космические огурцы

За год «Долина овощей» увеличила выручку вчетверо благодаря теплицам

РБК
Весенние сны крейсера «Аврора» Весенние сны крейсера «Аврора»

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

Дилетант
Внутренний писатель Саши Денисовой Внутренний писатель Саши Денисовой

Как из наблюдений и книг по истории сконструировать современный театр.

Русский репортер
Две башни Две башни

Как делили недвижимость Виктор Рашников и братья Шалва и Александр Чигиринские

Forbes
Nissan Juke Nissan Juke

Кроссовер по надежности оказался твердым хорошистом.

АвтоМир
Дима Зицер: «Травля в школе начинается со слов «все должны» Дима Зицер: «Травля в школе начинается со слов «все должны»

Травля, или буллинг, отнюдь не редкое явление в детской среде. В ответе за него взрослые – родители и учителя, утверждает педагог Дима Зицер и объясняет, что делать, если буллинг в школе все-таки происходит.

Psychologies
Надежда Бабкина: Секрет молодости – в жажде жизни Надежда Бабкина: Секрет молодости – в жажде жизни

Надежда Бабкина уверена: для сильной женщины – нет преград.

Лиза
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
Мальчики и «мажор» Мальчики и «мажор»

Создатели самого популярного русского сериалa об успехе.

GQ
«Я адепт времени невеликой режиссуры» «Я адепт времени невеликой режиссуры»

Режиссер Борис Павлович — о том, как не преодолевать, а стирать границы

Русский репортер
15 мыслей Ридли Скотта 15 мыслей Ридли Скотта

Чужие здесь не ходят.

GQ
Физи­ка тела Физи­ка тела

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

Vogue
Путь к себе Путь к себе

Что нам мешает полюбить себя?

Добрые советы
Мы говорим, но нас не слышат: что делать? Мы говорим, но нас не слышат: что делать?

Умение грамотно доносить мысли нужно не только тем, кто занят в рекламе, политике или журналистике. Часто карьера, личное счастье и здоровье зависят от того, как мы обращаемся со словами. Эксперт в области коммуникации Фрэнк Лунц объясняет, чем эффективное общение отличается от неэффективного.

Psychologies
Подходят ли вам ваши отношения? Подходят ли вам ваши отношения?

Шесть признаков здоровой любовной связи

Psychologies
«Зрение осталось у меня внутри»: история слепого фотографа «Зрение осталось у меня внутри»: история слепого фотографа

Мы часто стыдимся того, что может вырвать нас из рядов здоровых людей: плохого зрения, лысины, шрама на видном месте. Но ограничения могут побудить нас исследовать свои возможности и открыть в себе необычные дарования. История слепого фотохудожника Александра Журавлева – об этом.

Psychologies
Ford Focus Ford Focus

В начале 2018 года представят и следующее поколение Focus

Quattroruote
Большая энциклопедия джентльмена. Том XIII Большая энциклопедия джентльмена. Том XIII

Учимся выходить из любых идиотских ситуаций.

GQ
Куда летел наш паровоз Куда летел наш паровоз

Роль Льва Троцкого в победе красных в Гражданской войне замалчивалась

Дилетант
Audi A5 Sportback Audi A5 Sportback

Рецепт прежний: смешать купеобразный силуэт с практичностью пятидверки

Quattroruote
Пейзаж с чашкой кофе, или из чего состоит Орхан Памук Пейзаж с чашкой кофе, или из чего состоит Орхан Памук

Интервью с Орханом Памуком.

СНОБ
Екатерина Шульман: «Если вы разобщены, вас не существует» Екатерина Шульман: «Если вы разобщены, вас не существует»

В обществе растет явное напряжение, власти все чаще проявляют некомпетентность, а мы чувствуем бессилие и страх. Где искать ресурсы в такой ситуации? Пробуем посмотреть на социальную жизнь глазами политолога Екатерины Шульман.

Psychologies
Открыть в приложении