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
Рецидевицы Рецидевицы

Подруги твоей девушки могут представлять реальную угрозу вашим отношениям

Maxim
Ученое искусство Энди Грейси Ученое искусство Энди Грейси

Тема исследований художника – феномен жизни и отношения живого с неживым

Популярная механика
Медицина будущего Медицина будущего

Диагностировать заболевания будут алгоритмы, а лечить людей — роботы?

CHIP
«Я ничего не чувствую»: как вернуть себе себя «Я ничего не чувствую»: как вернуть себе себя

Успеть все – таков девиз современности. Выкладываясь по полной программе на работе и дома, мы чувствуем, будто нас разобрали на кусочки. Тренер Ольга Армасова уверена, что, распределяя силы иначе, мы вернем себе цельность.

Psychologies
«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
Аромат счастья Аромат счастья

Почти два столетия имя Guerlain вызывает сладкий трепет женских сердец

Караван историй
Человек Памук Человек Памук

Орхан Памук отвечает на вопросы книготорговца Бориса Куприянова

Esquire
Дом или барак Дом или барак

Что будет на месте снесенных пятиэтажек, если строить как всегда

Русский репортер
Старый альбом Старый альбом

Солист группы Tesla Boy рассказывает о жизни своего дяди-футболиста

Esquire
Ударная волна Ударная волна

Галь Гадот ворвалась в Голливуд и почти сразу получила роль Чудо-женщины

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

Технология блокчейн станет основным драйвером для трансформации экономики

Forbes
Четыре кадра Четыре кадра

Как работает серьезный бизнес по производству смешного

РБК
Галатея эпохи поп-арта Галатея эпохи поп-арта

Феномен эротических комиксов

The Rake
Плохой Олли Плохой Олли

Повеса и хулиган Оливер Рид не терял лицо разве что в присутствии любимой собаки

The Rake
Разогнать мозг Разогнать мозг

Мозг всегда работает на сто процентов

Maxim
Весенние сны крейсера «Аврора» Весенние сны крейсера «Аврора»

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

Дилетант
Кто сыграет королеву? Кто сыграет королеву?

Очерк Сергея Николаевича о новой роли Инны Чуриковой.

СНОБ
Наука против старости Наука против старости

Десять способов остаться молодым и здоровым

Русский репортер
Не только кино Не только кино

Какие плоды приносит французскому городку «Золотая пальмовая ветвь»

Forbes
Песнь льда и шайбы Песнь льда и шайбы

Путеводитель по двигающемуся к нам Чемпионату мира по хоккею 2017.

Maxim
Троцкий. Личное Троцкий. Личное

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

Дилетант
Выбор вуза: кем быть? Выбор вуза: кем быть?

Как помочь ребенку определиться с будущей профессией?

Лиза
Выйти из тени Выйти из тени

Ирина Безрукова: о том, как ей удается жить в состоянии постоянной конкуренции.

Добрые советы
«Я адепт времени невеликой режиссуры» «Я адепт времени невеликой режиссуры»

Режиссер Борис Павлович — о том, как не преодолевать, а стирать границы

Русский репортер
BMW M2 против Ford Focus RS BMW M2 против Ford Focus RS

Мехатроника, способная подарить несравненное удовольствие от вождения

Quattroruote
Платформа «Отель» Платформа «Отель»

Андрей Якунин инвестирует в гостиницы сотни миллионов евро

Forbes
Наталия Гулькина: «Меня бережет ангел-хранитель» Наталия Гулькина: «Меня бережет ангел-хранитель»

Интервью с певицей Наталией Гулькиной

Лиза
Пенн-клуб Пенн-клуб

Молодой актер Хоппер Пенн мечтает стать звездой комедий.

Vogue
Открыть в приложении