Перешкоди по дорозі розвитку напівпровідникового виробництва вже нагадують не бар'єри, а високі стіни. І все ж галузь крок за кроком рухається вперед, слідуючи виведеному 55 років тому емпіричному . Нехай із застереженнями, але кількість транзисторів у чіпах продовжує подвоюватися кожні два роки.
Щоб не бути голослівними, аналітики компанії IC Insights про стан ринку напівпровідників у 2020 році. Звіт включає історію розвитку основних ринків з 71 року: пам'яті DRAM, пам'яті NAND-флеш, мікропроцесорів та графічних процесорів.
Аналітики зазначають, що за останні 10–15 років такі фактори, як енергоспоживання та обмеження масштабування, почали сильно впливати на темпи зростання кількості транзисторів у деяких інтегральних продуктах. Але загалом нові розробки та нові підходи до проектування та виробництва чіпів дозволяють розраховувати на подальше збереження закону Мура.
Так, кількість транзисторів у мікросхемах оперативної пам'яті DRAM на початку 2000-х років збільшувалася із середньою швидкістю приблизно на 45% на рік, але з 2016 року сповільнилася до 20% на рік після появи 16-Гбіт кристалів пам'яті компанії Samsung. Стандарт DDR5, який все ще допрацьовується JEDEC, буде включати монолітні пристрої об'ємом 24 Гбіт, 32 Гбіт і 64 Гбіт, а це новий ривок вперед.
Щорічне зростання щільності флеш-пам'яті до 2012 року залишалося на рівні 55–60 % на рік, але з того часу знизилося до 30–35 % на рік. Для планарних кристалів флеш-пам'яті найвища густина склала 128 Гбіт (дані по січень 2020 року). Зате максимальна щільність чіпа 3D NAND досягла 1,33 Тбіт для 96-шарової пам'яті із записом чотирьох біт у кожну комірку (QLC). До кінця року обіцяють з'явитися 1,5-Тбіт 128-шарові мікросхеми, з подальшим зростанням ємності до 2 Тбіт.
Кількість транзисторів в процесорах Intel для ПК до 2010 року зростала приблизно на 40% на рік, але в наступні роки цей показник знизився вдвічі. Кількість транзисторів продовжує зростати у серверних процесорах компанії. Це зростання призупинилося в середині-кінці 2000-х років, але потім знову продовжилося зі швидкістю близько 25% на рік. Intel перестала розкривати деталі підрахунку транзисторів у 2017 році.
Кількість транзисторів у прикладних процесорах компанії Apple у смартфонах iPhone та планшетах iPad з 2013 року збільшувалася на 43 % на рік. Цей показник включає дані про процесор A13 з його 8,5 мільярдами транзисторів. Очікується, що у першій половині 2020 року Apple представить iPad Pro на базі нового процесора A13X.
Високопродуктивні графічні процесори NVIDIA мають гранично високу кількість транзисторів. На відміну від мікропроцесорів, графічні процесори з їх високим ступенем архітектурного паралелізму не містять значного обсягу кеш-пам'яті, що залишає дуже багато місця для логіки (транзисторів). Подальший акцент компанії на прискорювачі для машинного навчання та ІІ лише підігріє цю тенденцію.
Джерело: 3dnews.ru