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
Звезда с фамилией Звезда с фамилией

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

Домашний Очаг
Genesis G90 – Jaguar XJ Genesis G90 – Jaguar XJ

Представительскому седану не так уж обязательно быть немецким

АвтоМир
Джей Кей Джей Кей

Правила жизни Джей Кея

Esquire
Медицина будущего Медицина будущего

Диагностировать заболевания будут алгоритмы, а лечить людей — роботы?

CHIP
Фаррелл Уильямс Фаррелл Уильямс

Фаррелл Уильямс: «Иногда самое трудное – это превращать молчание в слова»

Esquire
На свободной волне На свободной волне

Как Александр Чемерис рассчитывает победить индустрию телекоммуникаций

РБК
Никакой нервотрепки Никакой нервотрепки

Не все системы парковки одинаково эффективны

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

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

Лиза
Найти свой ритм Найти свой ритм

Почему нам не хватает времени?

Psychologies
Двинуться с места Двинуться с места

Ученые пришли к выводу: хороший специалист меняет работу раз в 3-5 лет

Cosmopolitan
Всеволод «Север» Черепанов: «Мне бы хотелось сняться в кино» Всеволод «Север» Черепанов: «Мне бы хотелось сняться в кино»

Зачем дизайнер заставляет себя бегать по утрам и каким он видит будущее моды

Правила жизни
Евгения Лоза: Евгения Лоза:

Не поверите, но не вспомню, когда ко мне последний раз подходили знакомиться

Караван историй
Ученое искусство Энди Грейси Ученое искусство Энди Грейси

Тема исследований художника – феномен жизни и отношения живого с неживым

Популярная механика
Mazda CX-5 Mazda CX-5

Кроссовер нового поколения многолик – в зависимости от угла обзора

Quattroruote
Skoda Kodiaq Skoda Kodiaq

Крупный чешский кроссовер проворнее, чем может показаться на первый взгляд

Quattroruote
Сапоги и бахилы Сапоги и бахилы

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

Домашний Очаг
Все дело в шляпе Все дело в шляпе

Евгений Миронов выходит в открытый космос

Esquire
Гибель республики Гибель республики

Подчиняя Новгород, московские правители разрушили дух предпринимательства

Дилетант
YouДудь YouДудь

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

РБК
Каталонский Мессионер Каталонский Мессионер

Лионель Месси – новая эпоха в футболе

Esquire
Мы русские, с нами бот Мы русские, с нами бот

Джордж Хелд о России будущего

GQ
Citroёn C4 Sedan Citroёn C4 Sedan

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

АвтоМир
Проект «неделька» Проект «неделька»

Постройнеть всего за семь дней, не отказываясь от пасты, бутербродов и десертов

Добрые советы
Курс на сближение Курс на сближение

Что важно в отношениях на самом деле?

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

Геннадий Иозефавичус выносит приговор интернет-спорщикам

GQ
«Мир, полный чудес» Тодда Хейнса: фильм, обреченный на любовь «Мир, полный чудес» Тодда Хейнса: фильм, обреченный на любовь

Удивительный фильм, который будут воспевать так же, как воспевали «Ла-Ла-Ленд»

Правила жизни
В семье с интровертом: правила выживания В семье с интровертом: правила выживания

Что делать, если в одной семье живут люди с разными темпераментами?

Домашний Очаг
Почему он не женится? Почему он не женится?

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

Cosmopolitan
Открыть в приложении