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
Человек Памук Человек Памук

Орхан Памук отвечает на вопросы книготорговца Бориса Куприянова

Esquire
Геолог на Марсе Геолог на Марсе

Каково работать бок о бок с Curiosity в марсианской пустыне

Популярная механика
Филипп Киркоров: Хочу, чтобы дети отвечали за свой выбор Филипп Киркоров: Хочу, чтобы дети отвечали за свой выбор

Интервью с эстрадным исполнителем Филиппом Киркоровым

Лиза
Умная материя Умная материя

Армия нанороботов сделает нашу жизнь окончательной фантастикой

Популярная механика
И твоя мама тоже И твоя мама тоже

Как избавиться от комплексов из детства

Glamour
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
«Если бы не Сокуров, этого фильма просто не было» «Если бы не Сокуров, этого фильма просто не было»

Почему Балагов решил напомнить о жизни в конце 90-х и ужасах чеченской войны

Правила жизни
Одино­кий мужчина Одино­кий мужчина

Откровенный разговор Ольги Шелест и «Холостяка» Ильи Глинникова

Glamour
Студенты на вулкане Студенты на вулкане

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

РБК
«Нехорошие» инфекции «Нехорошие» инфекции

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

Лиза
Земля деловых романтиков Земля деловых романтиков

Гости Каталонии чувствуют себя здесь как дома

GEO
С Верой в лучшее С Верой в лучшее

Королева свадебной моды Вера Ванг привезла все свои платья с Манхэттена в Москву

Vogue
Рейтинг городов - 2017 Рейтинг городов - 2017

Почему Тюмень и Краснодар лидируют по качеству жизни

Русский репортер
За что мы платим коммуналку? За что мы платим коммуналку?

Управляющую компанию можно и нужно контролировать

Лиза
Скарлетт Йоханссон: девушка, которая не устает Скарлетт Йоханссон: девушка, которая не устает

Скарлетт Йоханссон снимает доспехи в спальне и приглашает Esquire за город

Esquire
Звезда с фамилией Звезда с фамилией

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

Домашний Очаг
Колонизация планет Колонизация планет

Насколько трудно переселить людей с Земли?

Игромания
Меня взломали? Меня взломали?

Защищаем от шпионского ПО и вирусов смартфоны, компьютеры и бытовую электронику

CHIP
Цифровое золото Цифровое золото

Откуда взялись деньги, которым не нужны банки и государства

Русский репортер
Ноам Хомский: «Очевидно, что человеческая природа существует» Ноам Хомский: «Очевидно, что человеческая природа существует»

Знаменитый лингвист и философ Ноам Хомский, страстный критик пропагандистской машины медиа и американского империализма, дал в Париже интервью журналу Philosophie. Отрывки.

Psychologies
Найти свой ритм Найти свой ритм

Почему нам не хватает времени?

Psychologies
Человек планетарного значения Человек планетарного значения

Интервью с Алексеем Леоновым

GALA Биография
Фавориты луны Фавориты луны

Большие белые акулы меняют стратегию своей охоты в зависимости от фаз луны

GEO
Анна Сидорова: девушка, с которой тепло Анна Сидорова: девушка, с которой тепло

Анна Сидорова проводит на льду, толкая камни для керлинга

Esquire
Лавка писателя Лавка писателя

Интервью с писателем Владимиром Сорокиным

L’Officiel
Дом или барак Дом или барак

Что будет на месте снесенных пятиэтажек, если строить как всегда

Русский репортер
Аннабелль Уоллис Аннабелль Уоллис

Интервью с актрисой Аннабелль Уоллис

L’Officiel
Они справляются с нагрузкой Они справляются с нагрузкой

Наши герои нашли способ выдерживать перегрузки

Psychologies
Он такой тревожный! Он такой тревожный!

Как общаться с ребенком, который всего боится

Домашний Очаг
Открыть в приложении