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
Дом или барак Дом или барак

Что будет на месте снесенных пятиэтажек, если строить как всегда

Русский репортер
Сладкое слово свобода Сладкое слово свобода

Чтобы избавиться от тяги к сладкому и пяти лишних килограммов, не нужно диет

Vogue
6 историй о вселенной Twin Peaks от создателя сериала Марка Фроста 6 историй о вселенной Twin Peaks от создателя сериала Марка Фроста

Соратник Дэвида Линча рассказывает, как создавался третий сезон сериала

Правила жизни
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
Взяли под козырек Взяли под козырек

Актер Киллиан Мерфи об «Острых козырьках», славе и работе с Джейми Дорнаном

Glamour
Теперь всё можно Теперь всё можно

Мы нашли 25 доказательств, что жизнь в 30 становится понятнее и счастливее

Cosmopolitan
Американская дочь Американская дочь

Двадцатилетняя Дестри Спилберг хочет переписать правила моды

Vogue
Леа Сейду: девушка, способная на все Леа Сейду: девушка, способная на все

Актриса Леа Сейду боится летать и остается в кровати

Esquire
Понятнее не стало? Понятнее не стало?

Как надо правильно принимать экзамены и выдавать права по новому регламенту

АвтоМир
Джей Кей Джей Кей

Правила жизни Джей Кея

Esquire
«Нехорошие» инфекции «Нехорошие» инфекции

Опытный акушер-гинеколог отвечает на 4 самых важных вопроса о ЗППП

Лиза
Право на роль Право на роль

Накануне премьеры Игорь Бочкин поговорил с нами о своей новой работе в театре

Добрые советы
Skoda Kodiaq Skoda Kodiaq

Крупный чешский кроссовер проворнее, чем может показаться на первый взгляд

Quattroruote
Переговоры на бегу Переговоры на бегу

Куда бегут, плывут и едут бизнесмены

GQ
Между черной и белой Между черной и белой

Неприятно признаваться, но мы завидуем, и порой довольно мучительно

Добрые советы
Малый театр Малый театр

Корреспондент Esquire смотрит культовые спектакли в провинции

Esquire
«Нам пора обратить на себя внимание» «Нам пора обратить на себя внимание»

Интервью с Анастасией Гостевой

Psychologies
Дети на стройке Дети на стройке

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

Forbes
Что естественно, то прекрасно Что естественно, то прекрасно

Нас будут окружать вещи, соавторами которых наравне с людьми выступят компьютеры

Популярная механика
Самая нужная экономика Самая нужная экономика

В марте Украина ввела полную торговую блокаду Донбасса

Русский репортер
Пото­му что я банда Пото­му что я банда

Анто­нио Банде­рас раз­вел­ся, уехал в Лондон, влюбился и поступил в школу моды

Tatler
Суть Линча Суть Линча

Дэвид Линч о новом сезоне «Твин Пикса»

GQ
Хлопок и нефть империи Хлопок и нефть империи

Россия завоевывала Среднюю Азию не только с помощью штыков, но и экономически

Forbes
Mercedes-Benz E-Class Mercedes-Benz E-Class

Купив подержанный Mercedes W212, вы получите высокий уровень комфорта

АвтоМир
Первые леди Первые леди

Быть супругой президента — трудная работа. Как живут такие женщины?

Добрые советы
Играя Вронского Играя Вронского

Интервью с актером Максимом Матвеевым

Домашний Очаг
«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
Адам Драйвер Адам Драйвер

Правила жизни Адама Драйвера

Esquire
Открыть в приложении