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
Что делает нас уязвимыми Что делает нас уязвимыми

Попробуем понять причины стресса

Psychologies
Решительные меры Решительные меры

Как делать только правильный выбор, мы рассказываем в этой статье

Cosmopolitan
Когда нет времени: косметические экспресс-средства, которые помогают нам жить Когда нет времени: косметические экспресс-средства, которые помогают нам жить

Снять макияж одним движением, освежить волосы за пару секунд, быстро успокоить воспаление... И это далеко не полный перечень возможностей экспресс-средств, самого активно развивающегося сегмента в мире красоты.

Psychologies
Умная материя Умная материя

Армия нанороботов сделает нашу жизнь окончательной фантастикой

Популярная механика
«Бюджет» страны «Бюджет» страны

Кого же из них выбрать, если нужен автомобиль с механической коробкой передач?

АвтоМир
Соломенная шляпка Соломенная шляпка

Тридцатилетняя Сигрид Буази в жизни хохотушка и модница

Vogue
Дело Хоттабыча Дело Хоттабыча

Какова плата за попытку ворошить прошлое

Русский репортер
Ветрополис Ветрополис

Что происходит в единственном в России городе айтишников

РБК
Иллюзия полного контроля Иллюзия полного контроля

Мы верим, что полный контроль поможет избежать неприятностей. Так ли это?

Psychologies
Гений места Гений места

В «Барвихе Luxury Village» придумали свадьбу под ключ

Vogue
Предприниматели Страны Советов Предприниматели Страны Советов

В эпоху запрета частного производства люди налаживали выпуск дефицитных товаров

Дилетант
Большая игра Большая игра

Сергей Карякин: сделать шахматы популярнее футбола и стать суперзвездой

Vogue
Алиса Лобанова: хочу, чтобы русские художники вошли в моду Алиса Лобанова: хочу, чтобы русские художники вошли в моду

И это не единственная мечта Алисы, которая кого-то удивит

Лиза
Jaguar XE – Audi A4 Jaguar XE – Audi A4

Британский и немецкий седаны. Так который из них круче?

АвтоМир
«Обратная сторона свободы – уныние»: история 29-летнего миллионера «Обратная сторона свободы – уныние»: история 29-летнего миллионера

Многие из нас мечтают о жизни без графика и офиса. О свободе делать то, что хочешь. Сергей Потанин, автор видеоблога «Записки путешественника», в 23 года придумал идею бизнеса, в 24 – заработал первый миллион. Вот уже шесть лет он путешествует, не заботясь о финансах. Мы поговорили с ним о том, как найти дело жизни, следовать за мечтой и чем опасна так желанная многими свобода.

Psychologies
(Не) Уверена в себе (Не) Уверена в себе

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

Домашний Очаг
Один из «Миллиардов»: кто вы в большом бизнесе Один из «Миллиардов»: кто вы в большом бизнесе

Сериал «Миллиарды» как пособие по выживанию в компании

Forbes
Любовь Успенская Любовь Успенская

Любовь Успенская: «Я вообще-то не москвичка. И даже не россиянка»

Esquire
Запрещенный интернет Запрещенный интернет

В мире усиливается тенденция на ограничения сетевых свобод

Русский репортер
Илья Кретов Илья Кретов

Глава российского eBay Илья Кретов о будущем интернет-торговли

GQ
Сапоги и бахилы Сапоги и бахилы

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

Домашний Очаг
Сон в руку Сон в руку

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

Forbes
Война и мир Федерико Урибе Война и мир Федерико Урибе

Самые известные его работы сделаны из стреляных гильз и патронов

Популярная механика
Риналь Мухаметов Риналь Мухаметов

Риналь Мухаметов. Что же в этом парне такого особенного?

Cosmopolitan
Обыкновенный промысел Обыкновенный промысел

Что привело людей к мощам святого

Русский репортер
Старый альбом Старый альбом

Солист группы Tesla Boy рассказывает о жизни своего дяди-футболиста

Esquire
Евгения Лоза: Евгения Лоза:

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

Караван историй
Меня взломали? Меня взломали?

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

CHIP
Дружба крепкая? Дружба крепкая?

Есть ли выход из "френд-зоны"?

Cosmopolitan
Открыть в приложении