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
Как курица лапой Как курица лапой

Если у твоего ребенка неразборчивый почерк, надо ли учить его красиво писать?

Лиза
Хватит капризничать! Хватит капризничать!

Что делать с проявлением детских негативных эмоций

Лиза
Ударная волна Ударная волна

Галь Гадот ворвалась в Голливуд и почти сразу получила роль Чудо-женщины

Cosmopolitan
Умная материя Умная материя

Армия нанороботов сделает нашу жизнь окончательной фантастикой

Популярная механика
Взяли под козырек Взяли под козырек

Актер Киллиан Мерфи об «Острых козырьках», славе и работе с Джейми Дорнаном

Glamour
Риналь Мухаметов Риналь Мухаметов

Риналь Мухаметов. Что же в этом парне такого особенного?

Cosmopolitan
Адмирал на час Адмирал на час

Артиллерийские дуэли в World of Warships

Популярная механика
Найти свой ритм Найти свой ритм

Почему нам не хватает времени?

Psychologies
Игры разума Игры разума

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

Cosmopolitan
BMW 5-й серии BMW 5-й серии

Когда едешь за рулем, о пятиметровой длине даже не вспоминаешь

Quattroruote
(Не) Уверена в себе (Не) Уверена в себе

Откуда берется неуверенность в себе и можно ли что-то с этим сделать?

Домашний Очаг
Мед­ве­жий угол Мед­ве­жий угол

Дом в Подмосковье по проекту архитектора Дмитрия Долгого

AD
Скарлетт Йоханссон: девушка, которая не устает Скарлетт Йоханссон: девушка, которая не устает

Скарлетт Йоханссон снимает доспехи в спальне и приглашает Esquire за город

Esquire
«Главное – уделять себе время» «Главное – уделять себе время»

Интервью с Ольгой Армасовой

Psychologies
Ноам Хомский: «Очевидно, что человеческая природа существует» Ноам Хомский: «Очевидно, что человеческая природа существует»

Знаменитый лингвист и философ Ноам Хомский, страстный критик пропагандистской машины медиа и американского империализма, дал в Париже интервью журналу Philosophie. Отрывки.

Psychologies
Человек Памук Человек Памук

Орхан Памук отвечает на вопросы книготорговца Бориса Куприянова

Esquire
Citroёn C4 Sedan Citroёn C4 Sedan

Попытка Citroёn создать крепкий тыл на отечественном рынке. Скорее, неудачная

АвтоМир
Федор Смолов Федор Смолов

Правила жизни Федора Смолова

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

Актриса Леа Сейду боится летать и остается в кровати

Esquire
Кирилл Серебренников Кирилл Серебренников

Esquire поговорил с режиссером о пользе переодеваний и внутренних демонах

Esquire
Как практиковать медитацию в повседневной жизни Как практиковать медитацию в повседневной жизни

Пользоваться своей ментальной силой для самоисцеления проще, чем кажется. Программа из семи шагов от мастера медитации дзен Марка де Смедта – для тех, кто хочет научиться легко восстанавливать силы.

Psychologies
«Бессонница, моя подруга» «Бессонница, моя подруга»

Как подружиться с бессонницей

Psychologies
15 мыслей Валерия Тодоровского 15 мыслей Валерия Тодоровского

После девятилетнего перерыва режиссер вернулся к полному метру

GQ
«Государство их просто обмануло!» «Государство их просто обмануло!»

Валютчики шли на преступление, зная, что в худшем случае отсидят по десять лет

Дилетант
Аманда Сейфрид Аманда Сейфрид

О новом аромате, бесстрашии и сумасшедших поступках

Cosmopolitan
YouДудь YouДудь

Как Юрий Дудь создал один из самых сильных персональных брендов в медиа

РБК
Skoda Kodiaq Skoda Kodiaq

Крупный чешский кроссовер проворнее, чем может показаться на первый взгляд

Quattroruote
Как ужаленный Как ужаленный

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

Добрые советы
Город планетарного масштаба Город планетарного масштаба

Весь мир превращается в единый гигантский мегаполис

Русский репортер
Открыть в приложении