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
Volkswagen Amarok Volkswagen Amarok

Эталон среди пикапов прячет под капотом новый трехлитровый V6

Quattroruote
Неподкупный и безжалостный Неподкупный и безжалостный

Основоположником идейного террора можно считать Робеспьера

Дилетант
Хави, Хави Хави, Хави

Хавьер Бардем рассказывает о своей новой роли

GQ
Умная материя Умная материя

Армия нанороботов сделает нашу жизнь окончательной фантастикой

Популярная механика
Запрещенный интернет Запрещенный интернет

В мире усиливается тенденция на ограничения сетевых свобод

Русский репортер
YouДудь YouДудь

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

РБК
Нить Арианы Нить Арианы

Ариана Гранде не боится провокаций и откровенных вопросов

Cosmopolitan
Дима Зицер: «Травля в школе начинается со слов «все должны» Дима Зицер: «Травля в школе начинается со слов «все должны»

Травля, или буллинг, отнюдь не редкое явление в детской среде. В ответе за него взрослые – родители и учителя, утверждает педагог Дима Зицер и объясняет, что делать, если буллинг в школе все-таки происходит.

Psychologies
Необходимый блокчейн: кому нужна технология распределенного реестра Необходимый блокчейн: кому нужна технология распределенного реестра

Технология блокчейн станет основным драйвером для трансформации экономики

Forbes
Ирина Долганова: Главная роль Ирина Долганова: Главная роль

Иногда думаю: могла ли эта роль не случиться в моей судьбе?

Караван историй
Американская мечта Американская мечта

Партнерство с Nike помогло Георгию Генсу заработать 4 млрд рублей за год

Forbes
Путь к себе Путь к себе

Что нам мешает полюбить себя?

Добрые советы
Дела семейные: как чиновники избавляются от бизнеса и недвижимости за рубежом Дела семейные: как чиновники избавляются от бизнеса и недвижимости за рубежом

Чтобы сохранить деньги, чиновники разводятся с супругами и продают бизнес

Forbes
Малыш, ты меня волнуешь Малыш, ты меня волнуешь

Фигуристка Евгения Медведева — о победах и пьедесталах.

Tatler
Протест на обочине Протест на обочине

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

Русский репортер
Медицина будущего Медицина будущего

Диагностировать заболевания будут алгоритмы, а лечить людей — роботы?

CHIP
Toyota Prius Toyota Prius

Он все так же способен проезжать по 20 км на одном литре бензина

Quattroruote
В тени славы Ватерлоо В тени славы Ватерлоо

Все другие достижения Веллингтона оказались в тени битвы при Ватерлоо

Дилетант
Обогатительный процесс Обогатительный процесс

Как Алексей Мордашов стал олигархом

Forbes
“Обрести связь с реальностью и понять, в чем наш интерес” “Обрести связь с реальностью и понять, в чем наш интерес”

Пробуем посмотреть на социальную жизнь глазами политолога Екатерины Шульман

Psychologies
Самые молодые участники списка Forbes — 2017 Самые молодые участники списка Forbes — 2017

Как до 40 лет войти в топ-200 богатейших российских предпринимателей

Forbes
BMW M2 против Ford Focus RS BMW M2 против Ford Focus RS

Мехатроника, способная подарить несравненное удовольствие от вождения

Quattroruote
Леген­ды Кавказа Леген­ды Кавказа

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

Tatler
Солнце без спроса Солнце без спроса

Почему солнечная энергетика в России не нужна никому, кроме государства

РБК
Ольга Шелест: В воспитании самое главное – не перегнуть палку Ольга Шелест: В воспитании самое главное – не перегнуть палку

30 марта на Канале Disney стартовал новый сезон шоу «Это моя комната!». Ведущей стала Ольга Шелест

Лиза
Suzuki Swift Suzuki Swift

Компакт нового поколения уже выезжает на европейские дороги.

АвтоМир
Разогнать мозг Разогнать мозг

Мозг всегда работает на сто процентов

Maxim
Ford Focus Ford Focus

В начале 2018 года представят и следующее поколение Focus

Quattroruote
Зиявудин Магомедов: «Никуда мы не уйдем от нашего проклятия, везде труба» Зиявудин Магомедов: «Никуда мы не уйдем от нашего проклятия, везде труба»

Интервью с Зиявудином Магомедовым о инновациях и технологиях

Forbes
Открыть в приложении