IBM инвестирует 3 млрд. долларов на НИОКР в сфере облачных систем и «Больших данных»

Для осуществления технологического прорыва и выработки чипов, способных соответствовать растущим требованиям облачных систем и «Больших данных», корпорация IBM потратит 3 млрд. долларов на две программы НИОКР. Первая исследовательская программа посвящена так называемой полупроводниковой технологии «7 нанометров и менее» («7 nanometer and beyond»), которая должна решить задачи серьёзных физических ограничений, угрожающих возможности масштабирования существующих техпроцессов. Цель второй программы – разработка альтернативных технологий создания чипов «посткремниевой» эры с совершенно новыми подходами. Инженеры IBM и другие учёные считают, что такие технологии нужны ввиду физических ограничений полупроводников на основе кремния.

Будут созданы команды из специалистов-исследователей IBM и инженеров из Олбани, Йорктауна, Нью-Йорка, Калифорнии, Европы. В частности, IBM будет существенно инвестировать в развивающиеся исследования, уже начатые в сфере углеродной наноэлектроники, кремниевой фотоники, новых типов памяти и архитектур с поддержкой квантовых и когнитивных вычислений.

Команды сосредоточат усилия на повышении показателей системной производительности и энергетической эффективности вычислений. Кроме того, IBM продолжит инвестировать в сферу нанонауки и квантовых вычислений – двух областей фундаментальной науки, в которых компания остаётся пионером на протяжении более 30 лет.

Специалисты IBM и другие эксперты предсказывают, что, несмотря на сложности, полупроводники удастся масштабировать с геометрии 22 нм на 14 и даже 10 нм в ближайшие несколько лет. Несмотря на это, уменьшение геометрии до 7 нм и возможно ниже к концу десятилетия потребует значительных инвестиций и инноваций в архитектуре полупроводников, а также изобретений и новых инструментов/методов для производства.

«Вопрос не в том, сможем ли мы достичь 7-нм технологии, а скорее как, когда и какой ценой? – отмечает Джон Келли, старший вице-президент IBM Research. – Наши инженеры и учёные совместно с партнёрами готовы к решению задач. Они уже приступили к работе над материалами и устройствами, необходимыми для соответствия требованиям облачных и когнитивных систем, «Больших данных». Новые инвестиции гарантируют появление инноваций, за счёт которых будут решены поставленные задачи».

Кремниевые транзисторы – микроскопические переключатели, хранящие информацию в чипах – уменьшались год от года. Процесс миниатюризации подошёл к физическим ограничениям – дальнейшие улучшения характеристик работы невозможны из-за природы кремния и законов физики. В рамках нескольких следующих поколений классическое масштабирование и уменьшение размеров не приведёт к заметным улучшениям по энергопотреблению, стоимости и скорости работы процессоров.

Поскольку практически всё электронное оборудование собирается сегодня по технологии комплементарных структур "металл-оксид-полупроводник" (CMOS), а индустрия упёрлась в границы дальнейшего масштабирования кремниевых транзисторов, то существует острая необходимость в новых типах материалов и схем цепей.

Геометрия менее 7 нм несёт с собой ряд новых задач, требующих новых типов материалов для питания компонентов будущего, а также новых вычислительных платформ для решения таких проблем, которые сложно решить сегодня. К потенциальным альтернативам новых материалов можно отнести углеродистые нанотрубки, к инновационным подходам – нейроморфные, когнитивные и квантовые вычисления, методы машинного обучения.

Будучи лидером в передовых технологиях, уходящих за пределы вычислений на основе полупроводников, IBM имеет более 500 патентов на технологии, которые произведут прорыв к 7 нм и ниже.