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
Никакой нервотрепки Никакой нервотрепки

Не все системы парковки одинаково эффективны

Quattroruote
С видами на Кремль С видами на Кремль

Что Ксения Собчак хочет поменять в жизни?

Glamour
Федор Смолов Федор Смолов

Правила жизни Федора Смолова

Esquire
Медицина будущего Медицина будущего

Диагностировать заболевания будут алгоритмы, а лечить людей — роботы?

CHIP
Мама, ты меня не понимаешь! Мама, ты меня не понимаешь!

Как направить дочь по верному пути и при этом сохранить с ней контакт?

Лиза
Крис Пратт: Снова на охране Крис Пратт: Снова на охране

Крис Пратт – идеальный мужчина

Cosmopolitan
Любовь Успенская Любовь Успенская

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

Esquire
Елена Ксенофонтова: Я очень люблю дарить подарки Елена Ксенофонтова: Я очень люблю дарить подарки

Интервью с Еленой Ксенофонтовой

Лиза
Адам Драйвер Адам Драйвер

Правила жизни Адама Драйвера

Esquire
Наталия Касаткина. Жизнь в танце Наталия Касаткина. Жизнь в танце

Екатерина Алексеевна резко оборвала: "На порог не пущу этих модернистов..."

Караван историй
«Нас не научили ухаживать за отношениями с другим» «Нас не научили ухаживать за отношениями с другим»

Мы стремимся к самодостаточности, зачем тогда мы взаимодействуем с другими людьми? Чем может быть полезно и интересно это общение? И как сохранить на долгие годы отношения дружеские и романтические? Об этом мы поговорили с экзистенциальным психотерапевтом Светланой Кривцовой.

Psychologies
5 радостей для органов чувств 5 радостей для органов чувств

Несколько способов привести душу и тело в согласие

Psychologies
За что мы платим коммуналку? За что мы платим коммуналку?

Управляющую компанию можно и нужно контролировать

Лиза
Марш головоногих Марш головоногих

Алексей Яблоков разобрался, почему в стране митингуют

GQ
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
Самая нужная экономика Самая нужная экономика

В марте Украина ввела полную торговую блокаду Донбасса

Русский репортер
Мы русские, с нами бот Мы русские, с нами бот

Джордж Хелд о России будущего

GQ
Алексей Герман-младший Алексей Герман-младший

Алексей Герман-младший: «Новая искренность – это пошлятина»

Esquire
Как курица лапой Как курица лапой

Если у твоего ребенка неразборчивый почерк, надо ли учить его красиво писать?

Лиза
(Не) Уверена в себе (Не) Уверена в себе

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

Домашний Очаг
Ученое искусство Энди Грейси Ученое искусство Энди Грейси

Тема исследований художника – феномен жизни и отношения живого с неживым

Популярная механика
Гид по выживанию в напряженной ситуации Гид по выживанию в напряженной ситуации

Несколько простых приемов, которые помогут справиться с избытком чувств

Psychologies
Сапоги и бахилы Сапоги и бахилы

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

Домашний Очаг
Дружба крепкая? Дружба крепкая?

Есть ли выход из "френд-зоны"?

Cosmopolitan
В темной комнате В темной комнате

Эволюция эскейп-румов – «квестов в реальности» – происходит стремительно

Популярная механика
Разбор Тёмы Разбор Тёмы

Артемий Лебедев – о дебатах с Навальным, туалетах и аллергии

Esquire
В плену иллюзий В плену иллюзий

Какие представления об идеальном браке мешают строить брак счастливый

Cosmopolitan
Расписание на день:7 упражнений, чтобы расслабиться Расписание на день:7 упражнений, чтобы расслабиться

С трудом просыпаетесь утром, нехотя идете на работу и с нетерпением ждете вечера, чтобы вернуться домой. Потому что сил уже все равно ни на что нет. Знакомая ситуация? Тогда вам точно пригодятся упражнения, которые помогут снять усталость в течение дня. Советует специалист по релаксации Жиль Дидрикс.

Psychologies
Кирилл Серебренников Кирилл Серебренников

Esquire поговорил с режиссером о пользе переодеваний и внутренних демонах

Esquire
Открыть в приложении