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
Им не страшна национализация: 10 миллиардеров с наибольшими активами за рубежом Им не страшна национализация: 10 миллиардеров с наибольшими активами за рубежом

Кто из богатейших людей России разместил активы за границей

Forbes
Парижская квартира в мансарде Парижская квартира в мансарде

Дом 1681 года постройки на Сен-Жермен-де-Пре

AD
Иллюзия полного контроля Иллюзия полного контроля

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

Psychologies
Медицина будущего Медицина будущего

Диагностировать заболевания будут алгоритмы, а лечить людей — роботы?

CHIP
Город планетарного масштаба Город планетарного масштаба

Весь мир превращается в единый гигантский мегаполис

Русский репортер
Почему он не женится? Почему он не женится?

Ты готова выйти замуж хоть завтра, а любимый все не делает предложения?

Cosmopolitan
Малый театр Малый театр

Корреспондент Esquire смотрит культовые спектакли в провинции

Esquire
Они справляются с нагрузкой Они справляются с нагрузкой

Наши герои нашли способ выдерживать перегрузки

Psychologies
Обыкновенный промысел Обыкновенный промысел

Что привело людей к мощам святого

Русский репортер
Понятнее не стало? Понятнее не стало?

Как надо правильно принимать экзамены и выдавать права по новому регламенту

АвтоМир
«Бессонница, моя подруга» «Бессонница, моя подруга»

Как подружиться с бессонницей

Psychologies
Всеволод «Север» Черепанов: «Мне бы хотелось сняться в кино» Всеволод «Север» Черепанов: «Мне бы хотелось сняться в кино»

Зачем дизайнер заставляет себя бегать по утрам и каким он видит будущее моды

Правила жизни
Предприниматели Страны Советов Предприниматели Страны Советов

В эпоху запрета частного производства люди налаживали выпуск дефицитных товаров

Дилетант
Риналь Мухаметов Риналь Мухаметов

Риналь Мухаметов. Что же в этом парне такого особенного?

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
По-английски По-английски

Все шло хорошо – пока он внезапно не исчез без объяснения причин

Cosmopolitan
Взяли под козырек Взяли под козырек

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

Glamour
Двинуться с места Двинуться с места

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

Cosmopolitan
(Не) Уверена в себе (Не) Уверена в себе

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

Домашний Очаг
Дэвид Бекхэм Дэвид Бекхэм

Правила жизни Дэвида Бекхэма

Esquire
Между черной и белой Между черной и белой

Неприятно признаваться, но мы завидуем, и порой довольно мучительно

Добрые советы
15 мыслей Валерия Тодоровского 15 мыслей Валерия Тодоровского

После девятилетнего перерыва режиссер вернулся к полному метру

GQ
Американская дочь Американская дочь

Двадцатилетняя Дестри Спилберг хочет переписать правила моды

Vogue
Соломенная шляпка Соломенная шляпка

Тридцатилетняя Сигрид Буази в жизни хохотушка и модница

Vogue
Как практиковать медитацию в повседневной жизни Как практиковать медитацию в повседневной жизни

Пользоваться своей ментальной силой для самоисцеления проще, чем кажется. Программа из семи шагов от мастера медитации дзен Марка де Смедта – для тех, кто хочет научиться легко восстанавливать силы.

Psychologies
Когда работа нас поглощает Когда работа нас поглощает

В чем риск слишком глубокого погружения в рабочий процесс

Psychologies
Недороги дороги Недороги дороги

Как и чем расплачиваться в поездке, чтобы ни рубля не потерять на конвертации.

Cosmopolitan
На свободной волне На свободной волне

Как Александр Чемерис рассчитывает победить индустрию телекоммуникаций

РБК
Запрещенный интернет Запрещенный интернет

В мире усиливается тенденция на ограничения сетевых свобод

Русский репортер
Открыть в приложении