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
Армагеддон, который мы потеряли Армагеддон, который мы потеряли

В 50–60-е годы прошлого века атомные проекты СССР и США были грандиозными

Maxim
Ева Грин: горячие фотографии и много интересных фактов о француженке Ева Грин: горячие фотографии и много интересных фактов о француженке

Роковая красотка, от которой сложно оторвать взгляд.

Playboy
Истребитель мира Истребитель мира

«Самолет для пенсионеров» МиГ-31

Популярная механика
Умная материя Умная материя

Армия нанороботов сделает нашу жизнь окончательной фантастикой

Популярная механика
Влаж­ная фигура Влаж­ная фигура

Супермодель Рози Хантингтон-Уайтли о комплексах, бургерах и любви к себе

Glamour
Дом или барак Дом или барак

Что будет на месте снесенных пятиэтажек, если строить как всегда

Русский репортер
Найти свой ритм Найти свой ритм

Почему нам не хватает времени?

Psychologies
Почему он не женится? Почему он не женится?

Ты готова выйти замуж хоть завтра, а любимый все не делает предложения?

Cosmopolitan
В интернете кто-то не прав В интернете кто-то не прав

Геннадий Иозефавичус выносит приговор интернет-спорщикам

GQ
Алексей Герман-младший Алексей Герман-младший

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

Esquire
Сергей Бурунов: Дадут «Оскар», скажу: «Спасибо, тронут» Сергей Бурунов: Дадут «Оскар», скажу: «Спасибо, тронут»

Как актер справляется с ежедневным стрессом и почему не улыбается без причины

Лиза
Логика Ло Логика Ло

За что мы столько лет любим Джей‑Ло

GQ
BMW 5-й серии BMW 5-й серии

Когда едешь за рулем, о пятиметровой длине даже не вспоминаешь

Quattroruote
Звезда с фамилией Звезда с фамилией

Звезда сериала «Тест на беременность» Светлана Иванова рассказывает о важном

Домашний Очаг
Обыкновенный промысел Обыкновенный промысел

Что привело людей к мощам святого

Русский репортер
Как ужаленный Как ужаленный

Укусы ос, комаров и клещей — история неприятная и довольно опасная

Добрые советы
Разбор Тёмы Разбор Тёмы

Артемий Лебедев – о дебатах с Навальным, туалетах и аллергии

Esquire
Аромат счастья Аромат счастья

Почти два столетия имя Guerlain вызывает сладкий трепет женских сердец

Караван историй
Сон в руку Сон в руку

«Аскона» зарабатывает 55% выручки, продавая тумбочки, текстиль и гаджеты

Forbes
Юл Бриннер. Дорогой длинною Юл Бриннер. Дорогой длинною

Необыкновенная судьба обыкновенного человека

Караван историй
«Нам пора обратить на себя внимание» «Нам пора обратить на себя внимание»

Интервью с Анастасией Гостевой

Psychologies
Он такой тревожный! Он такой тревожный!

Как общаться с ребенком, который всего боится

Домашний Очаг
Суть Линча Суть Линча

Дэвид Линч о новом сезоне «Твин Пикса»

GQ
Наталия Касаткина. Жизнь в танце Наталия Касаткина. Жизнь в танце

Екатерина Алексеевна резко оборвала: "На порог не пущу этих модернистов..."

Караван историй
Крис Пратт: Снова на охране Крис Пратт: Снова на охране

Крис Пратт – идеальный мужчина

Cosmopolitan
Когда работа нас поглощает Когда работа нас поглощает

В чем риск слишком глубокого погружения в рабочий процесс

Psychologies
Некоронованная королева Висбадена Некоронованная королева Висбадена

Она пленяла всех, приезжающих в Висбаден

Караван историй
Мама, ты меня не понимаешь! Мама, ты меня не понимаешь!

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

Лиза
Самая нужная экономика Самая нужная экономика

В марте Украина ввела полную торговую блокаду Донбасса

Русский репортер
Открыть в приложении