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
Дети на стройке Дети на стройке

Борис Минц и сыновья превратили компанию в крупнейшего в стране владельца офисов

Forbes
Икигай Икигай

Японские секреты долгой и счастливой жизни

kiozk originals
BMW 5-й серии BMW 5-й серии

Когда едешь за рулем, о пятиметровой длине даже не вспоминаешь

Quattroruote
Медицина будущего Медицина будущего

Диагностировать заболевания будут алгоритмы, а лечить людей — роботы?

CHIP
Jaguar XE – Audi A4 Jaguar XE – Audi A4

Британский и немецкий седаны. Так который из них круче?

АвтоМир
Сапоги и бахилы Сапоги и бахилы

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

Домашний Очаг
Массимо Каррера Массимо Каррера

Правила жизни Массимо Каррера

Esquire
Не виноватая я Не виноватая я

Как быть, если чувство вины появляется не к месту?

Cosmopolitan
Текст Текст

Глава из нового романа Дмитрия Глуховского

Esquire
На свободной волне На свободной волне

Как Александр Чемерис рассчитывает победить индустрию телекоммуникаций

РБК
Протест на обочине Протест на обочине

Стачка против «Платона»: других людей у нас для вас нет

Русский репортер
Тело в дело Тело в дело

Топ-модель Марина Линчук спасает Мальдивы и свою карьеру.

Tatler
Будда с Маунтстрит Будда с Маунтстрит

Дуглас Хейвард. Портной для шоу-бизнеса

The Rake
Джек Ма и его «короли солдат»: в России выходит книга о создателе Alibaba Джек Ма и его «короли солдат»: в России выходит книга о создателе Alibaba

Отрывок из книги «Alibaba. История мирового восхождения от первого лица»

Forbes
BMW 3 серии BMW 3 серии

«Трешка» шестого поколения (F30) числится среди «баварцев» наиболее надежной

АвтоМир
Физи­ка тела Физи­ка тела

Хореограф Владимир Варнава смело пишет новые главы в истории русского балета.

Vogue
Один вечер в аду Один вечер в аду

Алексей Яблоков прогуливается по аду.

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

Есть вещь, которая важнее бессмертия

Караван историй
Хорошо сидим Хорошо сидим

Когда семиместный автомобиль становится необходимостью

Quattroruote
«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
Максим Фирсов и Сергей Полиссар Максим Фирсов и Сергей Полиссар

Создатели сервиса доставки еды Foodfox о своем бизнесе.

GQ
Скарлетт Йоханссон. По ту сторону счастья Скарлетт Йоханссон. По ту сторону счастья

Непростая личная жизнь Скарлетт Йоханссон

Караван историй
Леген­ды Кавказа Леген­ды Кавказа

Айшат Кады­ро­ва - умница, скромница, дизайнер и просто дочь главы Чечни.

Tatler
Троцкий. Личное Троцкий. Личное

Тогда, в 1898 году, он еще был Лейбой Бронштейном...

Дилетант
Весенние сны крейсера «Аврора» Весенние сны крейсера «Аврора»

Как крейсер «Аврора» оказался в центре социально-политических катаклизмов

Дилетант
Фредерик Бегбедер: «Я написал, что любовь длится три года. А потом опроверг себя» Фредерик Бегбедер: «Я написал, что любовь длится три года. А потом опроверг себя»

Ему 51, и вся его жизнь – предмет зависти мужчин. Сплошные вечеринки и красивые женщины, которые его обожают, карьера успешного писателя, третий брак с красавицей моделью, жизнь между Парижем и Страной Басков. Недавно Фредерик Бегбедер второй раз стал отцом. Можно подумать, что писатель наконец остепенился? Не все так просто…

Psychologies
Екатерина Шульман: «Если вы разобщены, вас не существует» Екатерина Шульман: «Если вы разобщены, вас не существует»

В обществе растет явное напряжение, власти все чаще проявляют некомпетентность, а мы чувствуем бессилие и страх. Где искать ресурсы в такой ситуации? Пробуем посмотреть на социальную жизнь глазами политолога Екатерины Шульман.

Psychologies
«Никуда мы не уйдем от нашего проклятия, везде труба» «Никуда мы не уйдем от нашего проклятия, везде труба»

Что заставило Зиявудина Магомедова поверить в перспективы технологии Hyperloop

Forbes
Русская Швейцария Русская Швейцария

«Лукойл» занял заметное место на рынке торговли нефтью

Forbes
Открыть в приложении