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
Найти свой ритм Найти свой ритм

Почему нам не хватает времени?

Psychologies
Возраст йоги Возраст йоги

Как со временем меняется практика йоги

Yoga Journal
Аромат счастья Аромат счастья

Почти два столетия имя Guerlain вызывает сладкий трепет женских сердец

Караван историй
Медицина будущего Медицина будущего

Диагностировать заболевания будут алгоритмы, а лечить людей — роботы?

CHIP
Татьяна Тарасова Татьяна Тарасова

Правила жизни Татьяны Тарасовой

Esquire
Фаррелл Уильямс Фаррелл Уильямс

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

Esquire
Легенды и мифы советского спорта Легенды и мифы советского спорта

Топ-10 легендарных спортсменов России

Esquire
«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
Чистые танцы Чистые танцы

Интервью с Сергеем Полуниным

L’Officiel
Двинуться с места Двинуться с места

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

Cosmopolitan
Дружба крепкая? Дружба крепкая?

Есть ли выход из "френд-зоны"?

Cosmopolitan
Дети на стройке Дети на стройке

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

Forbes
Обыкновенный промысел Обыкновенный промысел

Что привело людей к мощам святого

Русский репортер
Я цы­ган­ский барон Я цы­ган­ский барон

IT-миллиардер Эрик Шмидт и весь его табор

Tatler
Персона Персона

Арман Давлетяров, гендиректор МУЗ-ТВ

SNC
Сапоги и бахилы Сапоги и бахилы

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

Домашний Очаг
Пять способов смотреть – или пересматривать – «Твин Пикс» Пять способов смотреть – или пересматривать – «Твин Пикс»

Пять способов познакомиться с «Твин Пикс» или освежить свои познания о нем

Правила жизни
Курс на сближение Курс на сближение

Что важно в отношениях на самом деле?

Cosmopolitan
Соломенная шляпка Соломенная шляпка

Тридцатилетняя Сигрид Буази в жизни хохотушка и модница

Vogue
«Сколько раз выстрелила – не помню. Из какого револьвера – не скажу» «Сколько раз выстрелила – не помню. Из какого револьвера – не скажу»

Сегодня многие убеждены, что в Ленина стреляла эсерка Каплан

GALA Биография
Цифровое творчество Цифровое творчество

Как привить детям любовь к созиданию, а не потреблению

Популярная механика
Дом или барак Дом или барак

Что будет на месте снесенных пятиэтажек, если строить как всегда

Русский репортер
Легкие штрихи Легкие штрихи

Техника Anti-age макияжа

Добрые советы
Свадебный переполох Свадебный переполох

Как не стать комком эмоций перед свадьбой и организовать идеальное торжество

Cosmopolitan
Секретные материалы Секретные материалы

Почему именно сейчас столице необходима йога-студия с названием «Материал»

L’Officiel
Ясмин Севелл Ясмин Севелл

Попасть под ее чары легче, чем выбрать очередные черные джинсы

L’Officiel
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
Сладкая жизнь Сладкая жизнь

Глюк'oZa о семейном счастье и силе

Cosmopolitan
Меня взломали? Меня взломали?

Защищаем от шпионского ПО и вирусов смартфоны, компьютеры и бытовую электронику

CHIP
Открыть в приложении