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
Запрещенный интернет Запрещенный интернет

В мире усиливается тенденция на ограничения сетевых свобод

Русский репортер
Богатейшие люди царской России Богатейшие люди царской России

К началу XX века богатейшими людьми были не аристократы, а предприниматели

Дилетант
Горько! Горько!

История любви актрисы Светланы Устиновой и продюсера Ильи Стюарта

Tatler
Умная материя Умная материя

Армия нанороботов сделает нашу жизнь окончательной фантастикой

Популярная механика
Сладкая жизнь Сладкая жизнь

Глюк'oZa о семейном счастье и силе

Cosmopolitan
Юл Бриннер. Дорогой длинною Юл Бриннер. Дорогой длинною

Необыкновенная судьба обыкновенного человека

Караван историй
Никакой нервотрепки Никакой нервотрепки

Не все системы парковки одинаково эффективны

Quattroruote
Вадим Казаченко. Изображая жертву Вадим Казаченко. Изображая жертву

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

Караван историй
Питание чувств Питание чувств

Прийти в хорошую форму за месяц-другой вполне реально

Vogue
Играя Вронского Играя Вронского

Интервью с актером Максимом Матвеевым

Домашний Очаг
С Верой в лучшее С Верой в лучшее

Королева свадебной моды Вера Ванг привезла все свои платья с Манхэттена в Москву

Vogue
«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
Шёпот смерти Шёпот смерти

Не один фильм про шпионов не обходится без оружия с глушителями

Популярная механика
5 радостей для органов чувств 5 радостей для органов чувств

Несколько способов привести душу и тело в согласие

Psychologies
Курс на сближение Курс на сближение

Что важно в отношениях на самом деле?

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

Актриса Леа Сейду боится летать и остается в кровати

Esquire
Большая игра Большая игра

Сергей Карякин: сделать шахматы популярнее футбола и стать суперзвездой

Vogue
Мясорубка для чайников Мясорубка для чайников

Как выжить на войне, в плену и в тюрьме

Maxim
Русская Швейцария Русская Швейцария

«Лукойл» занял заметное место на рынке торговли нефтью

Forbes
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
Пенн-клуб Пенн-клуб

Молодой актер Хоппер Пенн мечтает стать звездой комедий.

Vogue
Ольга Чехова: Тайная миссия Ольга Чехова: Тайная миссия

Любимая актриса Гитлера и агент советской разведки — актриса Ольга Чехова

Караван историй
“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
«Халва» и «Совесть»: достоинства и недостатки карт беспроцентной рассрочки «Халва» и «Совесть»: достоинства и недостатки карт беспроцентной рассрочки

«Халва» и «Совесть» — прорыв года или всего лишь очередная банковская карта?

Forbes
Фактур­ная внешность Фактур­ная внешность

Ин­те­рьер за­го­род­но­го дома, оформ­лен­ного декоратором Юлией Дени­со­вой.

AD
15 мыслей Ридли Скотта 15 мыслей Ридли Скотта

Чужие здесь не ходят.

GQ
Наталья Бондарчук: Мужчина моей жизни Наталья Бондарчук: Мужчина моей жизни

Есть вещь, которая важнее бессмертия

Караван историй
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
Магнитный щит для Марса: сработает ли идея NASA по терраформированию красной планеты? Магнитный щит для Марса: сработает ли идея NASA по терраформированию красной планеты?

Как NASA хочет вернуть Марсу атмосферу и в дальнейшем изменить климат планеты

Forbes
Открыть в приложении