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

Актриса Леа Сейду боится летать и остается в кровати

Esquire
Валдис Пельш:  Рассказывать истории – это мое! Валдис Пельш:  Рассказывать истории – это мое!

О первом парашютном прыжке и о том, чем ему помогает философское образование

Лиза
Дружба крепкая? Дружба крепкая?

Есть ли выход из "френд-зоны"?

Cosmopolitan
Умная материя Умная материя

Армия нанороботов сделает нашу жизнь окончательной фантастикой

Популярная механика
Они справляются с нагрузкой Они справляются с нагрузкой

Наши герои нашли способ выдерживать перегрузки

Psychologies
Звезда с фамилией Звезда с фамилией

Звезда сериала «Тест на беременность» Светлана Иванова рассказывает о важном

Домашний Очаг
Вадим Казаченко. Изображая жертву Вадим Казаченко. Изображая жертву

Ольга жаждала славы. И получила ее, пусть и скандальную, разыграв роль жертвы

Караван историй
В семье с интровертом: правила выживания В семье с интровертом: правила выживания

Что делать, если в одной семье живут люди с разными темпераментами?

Домашний Очаг
Между черной и белой Между черной и белой

Неприятно признаваться, но мы завидуем, и порой довольно мучительно

Добрые советы
Цифровое золото Цифровое золото

Откуда взялись деньги, которым не нужны банки и государства

Русский репортер
Банкиры на промысле Банкиры на промысле

Московские финансисты завладели крупнейшей рыбопромышленной компанией Сахалина

Forbes
Студенты на вулкане Студенты на вулкане

Зачем бизнес-школа «Сколково» возит слушателей программы MBA на Камчатку

РБК
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
Отель, где лопаются глаза Отель, где лопаются глаза

Самые чудны́е отели мира по цене от нуля до нескольких тысяч евро за ночь

Maxim
Кирилл Серебренников Кирилл Серебренников

Esquire поговорил с режиссером о пользе переодеваний и внутренних демонах

Esquire
Что естественно, то прекрасно Что естественно, то прекрасно

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

Популярная механика
Гормональный код стройности Гормональный код стройности

Ты сидишь на диете, занимаешься фитнесом, а вес не уходит?

Лиза
Старый альбом Старый альбом

Солист группы Tesla Boy рассказывает о жизни своего дяди-футболиста

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

Интервью с Анастасией Гостевой

Psychologies
Volkswagen Amarok Volkswagen Amarok

Эталон среди пикапов прячет под капотом новый трехлитровый V6

Quattroruote
Как ужаленный Как ужаленный

Укусы ос, комаров и клещей — история неприятная и довольно опасная

Добрые советы
Война и мир Федерико Урибе Война и мир Федерико Урибе

Самые известные его работы сделаны из стреляных гильз и патронов

Популярная механика
Никакой нервотрепки Никакой нервотрепки

Не все системы парковки одинаково эффективны

Quattroruote
5 радостей для органов чувств 5 радостей для органов чувств

Несколько способов привести душу и тело в согласие

Psychologies
Американская дочь Американская дочь

Двадцатилетняя Дестри Спилберг хочет переписать правила моды

Vogue
Алиса Лобанова: хочу, чтобы русские художники вошли в моду Алиса Лобанова: хочу, чтобы русские художники вошли в моду

И это не единственная мечта Алисы, которая кого-то удивит

Лиза
«Поменять образ жизни – уже умереть»: как не запустить стресс «Поменять образ жизни – уже умереть»: как не запустить стресс

Вы наверняка не раз натыкались на совет: не можешь изменить ситуацию – измени отношение к ней. Легко сказать! Но и сделать, оказывается, можно. Например, с помощью практики внимательности. Как именно, рассказывает психолог Анастасия Гостева.

Psychologies
Иван Сидорок Иван Сидорок

Венчурный инвестор Иван Сидорок о том, где видеть прибыль

GQ
Открыть в приложении