Блог компании FirstVDS. Предсказывать будущее — дело рискованное, ведь резкие перемены в мире, как показывает опыт, могут наступить в любой момент. Но цель статьи не в предсказании, а в том, чтобы выделить тренды, которым следуют в технологически развитых регионах и которые, весьма вероятно, повлияют на будущее человечества. А начнем мы с одного любопытного коллективного научного исследования.

В течение 8 последних лет группа ученых из Института инженеров электроники и электротехники (IEEE) проводит регулярные исследования на предмет перспективных технологий. Для создания отчета на 2022 год инженеры из IEEE опросили несколько тысяч ученых по всему миру и составили список самых технологических трендов. Из него мы взяли, на наш взгляд, самые интересные, чтобы рассказать о них подробнее.

1. 3D интегральные схемы (3D IC)

3D IC — трехмерная интегральная схема (ИС), построенная путем вертикального объединения различных микросхем в один корпус. Внутри корпуса устройства соединены между собой с помощью кремниевых переходников или гибридных соединений. Целью разработки 3D IC было увеличение производительности при вычислительных операциях с одновременным снижением энергопотребления.

Понятно, что для 2D-систем повышение производительности означает увеличение площади кристалла и потребляемой мощности. Архитектура 3D IC позволяет увеличить плотность вычислительных элементов при той же или меньшей мощности и при сохранении и даже уменьшении площади. Это приводит к уменьшению размера электронных устройств.

Трехмерная интегральная схема. Изображение с сайта https://www.openpr.com/

В двумерных ИС каждый кристалл размещается отдельно на печатной плате. Затем несколько матриц в одних и тех же корпусах соединяются проводящими дорожками. Укладка нескольких кристаллов друг на друга в одной ИС позволяет экономить много места, а меньшее расстояние между «упакованными» таким образом кристаллами позволяет быстрее обмениваться данными между ними, да еще и с меньшим потреблением энергии.

Передача данных между кристаллами, расположенными друг над другом, осуществляется через кремниевые переходники TSV, встроенные в нижний кристалл. Эти TSV представляют собой вертикально расположенные «столбики», которые также состоят из проводящего материала (преимущественно из меди). Объединение кристаллов в один корпус вместо нескольких корпусов на печатной плате увеличивает плотность ввода-вывода в 100 раз. И благодаря новейшим технологиям передача энергии на бит уменьшается до 30 раз.

2. Универсальная память