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
Мама, ты меня не понимаешь! Мама, ты меня не понимаешь!

Как направить дочь по верному пути и при этом сохранить с ней контакт?

Лиза
Soundwalk Collective, Патти Смит и российский оператор Анастасия Иванова о совместном проекте The Perfect Vision Soundwalk Collective, Патти Смит и российский оператор Анастасия Иванова о совместном проекте The Perfect Vision

Что такое «идеальное видение» и при чем здесь французский поэт Артюр Рембо

Vogue
С Верой в лучшее С Верой в лучшее

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

Vogue
Умная материя Умная материя

Армия нанороботов сделает нашу жизнь окончательной фантастикой

Популярная механика
Студенты на вулкане Студенты на вулкане

Зачем бизнес-школа «Сколково» возит слушателей программы MBA на Камчатку

РБК
Карта сокровищ Карта сокровищ

Поражающая воображение природа, чистейшие водоемы, идеальные для купания и рыбалки, замки, музеи и парки, простая и вкусная еда – неоспоримые аргументы в пользу отдыха в Австрии всей семьей.

Psychologies
Главная роль Главная роль

Елизавета Боярская в роли Анны Карениной

Домашний Очаг
В Контакте В Контакте

Подростки видят и чувствуют гораздо больше, чем мы можем себе представить

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

Управляющую компанию можно и нужно контролировать

Лиза
Сапоги и бахилы Сапоги и бахилы

Пары, где супруги во всем совпадают, счастливее? Не спешите с выводами

Домашний Очаг
Алексей Герман-младший Алексей Герман-младший

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

Esquire
Иван Сидорок Иван Сидорок

Венчурный инвестор Иван Сидорок о том, где видеть прибыль

GQ
Никакой нервотрепки Никакой нервотрепки

Не все системы парковки одинаково эффективны

Quattroruote
Пять фильмов о стрессе Пять фильмов о стрессе

Наконец-то пятница и можно расслабиться после тяжелой рабочей недели. Например, посмотреть кино. Которое к тому же может не только помочь снять накопившийся стресс, но и дать подсказку, как с ним можно бороться и как не надо.

Psychologies
Свадебный переполох Свадебный переполох

Как не стать комком эмоций перед свадьбой и организовать идеальное торжество

Cosmopolitan
Город планетарного масштаба Город планетарного масштаба

Весь мир превращается в единый гигантский мегаполис

Русский репортер
Дом или барак Дом или барак

Что будет на месте снесенных пятиэтажек, если строить как всегда

Русский репортер
Моника Беллуччи. Красота по-итальянски Моника Беллуччи. Красота по-итальянски

Сердце Моники наконец спокойно. Но вот свободно ли?

Караван историй
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
Кукольных дел мастер Кукольных дел мастер

Дизайнер обуви Фабрицио Вити показал Vogue сокровища своей квартиры

Vogue
И твоя мама тоже И твоя мама тоже

Как избавиться от комплексов из детства

Glamour
Руки прочь Руки прочь

О совсем нелинейном пути к эпохальным изменениям

Quattroruote
Джей Кей Джей Кей

Правила жизни Джей Кея

Esquire
На даче без незадачи На даче без незадачи

Ухаживать за грядками, стричь газон, освежать новой краской забор – тяжелый труд

Лиза
Дело Хоттабыча Дело Хоттабыча

Какова плата за попытку ворошить прошлое

Русский репортер
Игры разума Игры разума

Возможно, размышляя, ты попала в ментальную ловушку и даже не заметила этого

Cosmopolitan
И снова на сверхзвуке И снова на сверхзвуке

Новое поколение пассажирских сверхзвуковых самолетов

Популярная механика
Текст Текст

Глава из нового романа Дмитрия Глуховского

Esquire
Татьяна Черниговская Татьяна Черниговская

Правила жизни Татьяны Черниговской

Esquire
Открыть в приложении