Представившая два года назад 7-нм чипы IBM этим летом продемонстрировала следующую ступень эволюции устройства. 5-нм чип вмещает 30 млрд. транзисторов и будет обслуживать Интернет вещей и искусственный интеллект. По словам представителей IBM, разработка подтверждает так называемый закон Мура. В 1965 г. один из основателей Intel Гордон Мур предсказал, что количество транзисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы, будет удваиваться каждые 24 месяца. По мнению Мура, при сохранении этой тенденции мощность вычислительных устройств за относительно короткий промежуток времени может вырасти экспоненциально.
Однако все чаще раздаются опасения, что вскоре закон перестанет действовать. Указанием на это стало то, что Intel замедлила освоение новых техпроцессов. До 2016-го корпорация, планируя выпуск новых продуктов, придерживалась так называемой стратегии «тик-так». Впервые она была анонсирована на IDF 2006 и с тех пор стала основой операций компании в сфере производства x86-совместимых процессоров. При этом «тик» означает переход на новый техпроцесс и минорные изменения в архитектуре, а «так», напротив, подразумевает выпуск процессоров с новой архитектурой, но на базе имеющегося техпроцесса. Изначально было задумано, что каждая часть цикла должна была занимать примерно год, но по мере снижения размеров элемента в новых техпроцессах Intel столкнулась с рядом серьёзных трудностей.
14-нм техпроцесс удалось разработать и реализовать достаточно успешно: цикл «тик» пришёлся на архитектуру Broadwell, слегка усовершенствованную наследницу Haswell, но использующую более тонкие производственные нормы. Следующий цикл, «так», пришёлся на разработку и выпуск микроархитектуры Skylake, использующей тот же техпроцесс, что и Broadwell. Очевидно, что «тик-так» больше не работает как задумано: качание маятника от одного состояния к другому теперь занимает не год, а как минимум около полутора лет. Intel признала это официально и заявила о конце эры «тик-так», а также о продлении жизненного цикла 14-нм технологии.
Опасения по поводу продолжительности действия закона Мура имеются у MediaTek. Как сообщает тайваньское издание DigiTimes, с таким прогнозом выступил председатель правления компании Цзай Мингай. По его мнению, нынешние литографические технологии упрутся в физические пределы после ещё двух поколений. То есть, будут освоены 5- и 3-нм техпроцессы, а дальше у полупроводниковой отрасли возникнут проблемы. Как они будут решены, Мингай объяснять не стал. (Попутно он призвал разделять понятия «искусственный интеллект» и «машинный интеллект». Под первым Мингай подразумевает системы, которые решают знакомые человеку задачи. Машинный же интеллект призван решать проблемы, которые человеческому разуму не по силам.)
Тем временем к границам возможностей современных техпроцессов подбираются конкуренты MediaTek. Этим летом Samsung перешла с 14- на 10-нм техпроцесс. Например, чип Exynos 8895 в смартфонах Galaxy S8 производится уже по 10-нм техпроцессу. Как считает Samsung, в будущем гонка техпроцессов немного замедлится. Следующим этапом станет переход на 8 нм. В результате увеличатся плотность расположения транзисторов и производительность чипов. Но с нынешними технологиями Samsung не сможет достичь меньших размеров структур, поэтому 8-нм техпроцесс станет последним на текущих технологиях.
Следующий техпроцесс впервые будет опираться на глубокий ультрафиолет (EUV). Samsung начнет переход на EUV с 7-нм техпроцесса. В остальном будет использоваться нынешний техпроцесс FinFET, в том числе для 6- и 5-нм чипов. И только с 4-нм чипами техпроцесс будет полностью изменен. С данного поколения Samsung планирует перейти на Multi Bridge Channel FET. Даная технология способна преодолеть физические ограничения FinFET. В качестве основы будет использоваться наноматериал.
В сентябре о планах перехода на 7-нм технроцесс заявил крупнейший в мире контрактный производитель чипов TSMC. Правда пока речь идёт только о серверных процессорах. Как и Samsung, TSMC намерена использовать фотолитографию в глубоком ультрафиолете. В своём заявлении компания указала, что переход на 7-нм техпроцесс позволит сделать чипы на 70% мощнее, снизить энергопотребление на 60% и в то же время поднять тактовую частоту на 30%. Решения будут основаны на ARMv8.2 и архитектуре DynamIQ, ядра — объединены с помощью CMN-600. Кроме того, в них будут использованы контроллер памяти DDR4 и интерфейс PCI Express 3.0/4.0.
