„Mes gyvename mikroschemų eroje, žadančioje pramonės
revoliuciją, kuri įneš dirbtinį intelektą į beveik visą žmogaus veiklą.
Šios eros pavyzdys yra „Nvidia Corp.“. Jos rinkos
kapitalizacija, siekianti apie 5 trilijonus dolerių, daro ją vertingiausia
pasaulyje bendrove. Jensenas Huangas, „Nvidia“ įkūrėjas ir generalinis
direktorius, praėjusią savaitę sužavėjo bendrovės dirbtinio intelekto
konferencijos Vašingtone auditoriją. Savo pagrindiniame pranešime ponas Huangas
išsamiai aprašė „Nvidia“ lustų pasiektą pažangą. Jis padėkojo prezidentui
Trumpui už tai, kad jis sugrąžino lustų gamybą į JAV iš Azijos, taikydamas
energetikos politiką, kuri leidžia gaminti dirbtinio intelekto mikroschemas
šalies viduje.
Naujausi
„Nvidia“ lustai, dažniausiai, yra plastikiniuose korpusuose ir primena
skruzdėlę ar vabalą su variniais laidais vietoj kojų. Kiekviename luste yra net
208 milijardai tranzistorinių jungiklių ir jis kainuoja apie 30 000 USD.
Revoliucinio proveržio metu šie duomenų centrų lustai nebeveikia savarankiškai,
kaip centrinis procesorius jūsų nešiojamajame kompiuteryje. Vietoj to,
įsipainioję į tūkstančius ir net milijonus duomenų centruose, jie veikia, kaip
vienas „hiperskalės“ įrenginys, kompiuteris, kurio kolektyvinis mąstymas duoda
DI. Aukščiausias pasaulyje duomenų centras yra „Colossus 2“ Memfyje, Tenesio
valstijoje, Elono Musko „xAI“ variklis. Kaip „Grok“ ir savaeigių automobilių
šaltinis, „Colossus 2“ viename didžiuliame kompiuteryje integruoja maždaug
milijoną „Nvidia“ lustų.
Šis „lustas“ taip sužavėjo mūsų laikų protus, kad net naujų
įrenginių gamintojai jį vadina „milžinišku lustu“ arba „superlustu“. Tačiau
naujasis įrenginys iš tikrųjų yra mikroschemos priešingybė, neturinti atskirų
apdorojimo įrenginių ar atminties plastikiniuose korpusuose su vielinėmis
„kojelėmis“.
JAV vyriausybė lustus laiko gyvybiškai svarbiais ir
strateginiais. 2022 m. Lustų įstatymas leido skirti daugiau, nei 200, milijardų
dolerių lustų gamybai JAV paremti ir apsaugoti ją nuo Kinijos. Mikroschemos
formuoja JAV užsienio politiką nuo Nyderlandų, ASML, pirmaujančios lustų
gamybos įrankių gamintojos, iki Taivano ir jo milžiniškos „Taiwan Semiconductor
Manufacturing Co.“, kurios rinkos dalis sudaro daugiau, nei 95 %, lustų, kurie
leidžia gaminti mobiliuosius telefonus ir kitą pažangią įrangą.
Atkirsdama
Kinijos lustų rinką, kurioje dirba dauguma puslaidininkių inžinierių, JAV
pramonės politika trukdė Amerikos plokštelių gamybos įrangos, kuri yra būtina
lustų gamybai, gamintojams, nesulėtindama Kinijos kilimo. Po šios
protekcionistinės politikos, pradėtos maždaug 2020 m., Kinijos puslaidininkių
kapitalinės įrangos gamyba kasmet išaugo 30–40 %, palyginti su maždaug 10 %
metiniu augimu JAV.
Šis pokytis
atkartoja JAV 2019 m. gegužės mėn. ir vėliau įvesto draudimo Kinijos
galingosios „Huawei“ pagamintai telekomunikacijų įrangai poveikį. Draudimas
sumažino JAV bendrovių pardavimus „Huawei“ 33 mlrd. USD nuo 2021 iki 2024 m., o
„Huawei“ pasaulinė rinkos dalis išaugo.
Pramonės politika ir protekcionizmas beveik visada palankūs
esamoms pramonės šakoms, susiduriančioms su pasenimu. Šiuo atžvilgiu Lustų
įstatymas ir susiję draudimai bei tarifai nesiskiria nuo subsidijų etanoliui
benzine ar cukriniams runkeliams Luizianoje arba dabartinių subsidijų retųjų
žemių kasybai tuo metu, kai retieji žemiai gali būti. galima pelningai, išgauti
iš elektroninių atliekų, naudojant naują technologiją, sukurtą Rice
universitete. Visos pastangos išsaugoti mikroschemų gamybą JAV dedamos tuo
metu, kai neginčijamai skamba mikroschemų pabaigos ženklai.
Ženklai
aiškūs išskirtinėje svarbiausios mašinos, kuri apibrėžia ir riboja lustų dydį
ir tankį, fizikoje. Kai kurie iš mūsų ją vadina „Ekstremaliaja mašina“.
Naujausia versija, pagaminta ASML, atlieka didelės skaitmeninės apertūros
ekstremaliąją ultravioletinę litografiją. Jei nesate kinas, galite įsigyti
„Ekstremią mašiną“ už maždaug 380 mln. dolerių. Iki šiol parduota maždaug 44.
Ji tiekiama maždaug 250 dėžių ir jos įrengimas trunka apie šešis mėnesius
šimtams specializuotų inžinierių. IBM tyrimų direktorius Dario Gil ją vadina
„sudėtingiausia mašina pasaulyje“.
„Ekstremali
mašina“ yra savotiška kamera. Ji projektuoja šviesos raštus ant to, kas galėtų
būti vadinama „plėvelėmis“ arba „fotorezistais“ ant 12 colių silicio plokštelių
paviršiaus per kvarco ir chromo fotokaukę, kurioje yra lustų dizainas.
Viską, kas
vyksta „Ekstremalioje mašinoje“, valdo Fizinių dėsnių ir inžinerinių apribojimų
suartėjimas, apibendrintas kaip tinklelio riba. Tinklelis apibrėžia lustų dydį,
o lustų dydis savo ruožtu apibrėžia dirbtinio intelekto skaičiavimo detalumą.
Taigi tinklelio riba lemia, kiek grafikos procesorių – daugiausia iš „Nvidia“ –
turi būti prijungta, kad būtų atlikta tam tikra dirbtinio intelekto užduotis.
Virš tam tikro taško – maždaug 800 kvadratinių milimetrų arba 1,25 kvadratinio
colio – šviesos ir šviesos greičio dėsniai draudžia didesnius dizainus.
Tinklelio
ribos poveikį galima pamatyti nuolat didėjančiame „Nvidia“ apibrėžtų didžiulių
hiperskalės duomenų centrų sudėtingume. Rezultatas – mažesni, tankesni lustai
ir „mikroschemos“, kurių kiekvienas turi savo sudėtingą pakuotę – reiškia
didesnį poreikį galutinai reintegruoti procesus nuosekliems rezultatams gauti.
Skaičiavimą pirmiausia reikia paskirstyti tarp daugelio lustų, o tada
perkompiliuoti. Dėl to padidėja ryšio sąnaudos tarp lustų, todėl reikia vis
sudėtingesnių paketų, vis daugiau laidų ir šviesolaidinių jungčių.
Neišvengiamo
tinklelio ribos rezultatas – lustų pabaiga. Kas toliau? Plokštelės masto
integracijos modelis, kuris visiškai apeina lustus. Ponas Muskas šią koncepciją
sukūrė „Tesla“ su savo dabar jau išformuotu „Dojo“ kompiuterio projektu;
pastangos buvo atkurtos, kaip „DensityAI“.
„Cerebras“
iš Palo Alto, Kalifornijos, panaudojo šią koncepciją savo WSE-3 plokštelės
masto variklyje. WSE-3 gali pasigirti maždaug keturiais trilijonais
tranzistorių – 14 kartų daugiau, nei „Nvidia“ „Blackwell“ luste – ir 7000 kartų
didesniu atminties pralaidumu. „Cerebras“ įrašė atmintį tiesiai į plokštelę, o
ne perkėlė ją į tolimus lustus ir lustus didelio pralaidumo atminties
labirintuose. Bendrovė savo plokštelių dydžio variklius padidino 16 kartų, taip
sumažindama duomenų centrą iki mažos dėžutės su 64 trilijonais tranzistorių.
Visiškos
plokštelių dydžio ateities klausimais taip pat dirba Davidas Lamas, trečios
pagal dydį pasaulyje plokštelių gamybos įrangos bendrovės „Lam Research Corp.“
įkūrėjas. 2010 m. p. Lamas įkūrė „Multibeam Corp.“, kuri sukūrė mašiną,
atliekančią daugiaskiltę elektroninių pluoštų litografiją [1]. Ši technologija
leidžia gamintojams apeiti tinklelio ribą. „Multibeam“ jau pademonstravo
gebėjimą įrašyti 8 colių plokšteles. Žiūrėk, mama, jokių lustų! Jokios Kinijos!
(Ar net Taivano.) Jokių sudėtingų pakuočių Filipinuose ar Šendžene.
Artėja postmikrolustų era, kai duomenų centrai yra
plokštelių dydžio procesorių dėžutėje. Amerika, o ne Kinija, turėtų rodyti
kelią.
---
Ponas Gilderis yra knygos „Gyvenimas po kapitalizmo:
ekonomikos informacijos teorija“ autorius. [2]
1. Elektronų pluošto (e-pluošto) rezistai yra medžiagos,
paprastai polimerai, kurios chemiškai keičiamos fokusuotu elektronų pluoštu,
siekiant sukurti raštus, skirtus tokioms reikmėms, kaip puslaidininkių gamyba.
Elektronų pluošto ekspozicija keičia rezisto tirpumą, leisdama ryškalo tirpalui
nuplauti arba apšviestas (teigiamas tonas), arba neapšviestas (neigiamas tonas)
sritis, paliekant norimą raštą. Didelės skiriamosios gebos rezistai yra būtini
elektronų pluošto litografijai, o dažnas pavyzdys yra poli(metilmetakrilatas)
(PMMA), kuris yra teigiamo atspalvio rezistas.
Kaip tai veikia
Plonas rezisto sluoksnis užtepamas ant pagrindo, pavyzdžiui,
silicio plokštelės.
Kompiuteriu
valdomas elektronų pluoštas skenuoja paviršių, selektyviai apšviesdamas rezistą
pagal iš anksto nustatytą raštą.
Spindulys gali sukelti polimerų grandinių skilimą (teigiamas
rezistas) arba skersinį sujungimą (neigiamas rezistas), pakeisdamas rezisto
cheminę struktūrą apšviestose vietose.
Tada pagrindas panardinamas į ryškalo tirpalą.
Teigiamų rezistų atveju apšviestos sritys ištirpsta ir
nuplaunamos, paliekant neapšviestas sritis.
Neigiamų rezistų atveju apšviestos sritys polimerizuojasi ir
tampa netirpios, o neapšviestos sritys nuplaunamos.
Pagrindinės elektronų spindulių rezistų charakteristikos
Didelė
skiriamoji geba: elektronų spindulių litografija naudojama labai smulkiems
dariniams, kartais mažesniems, nei 10 nm, kurti.
Jautrumas: Kadangi elektronų spindulių litografija yra
nuoseklus procesas (kiekvienas taškas apšviestas atskirai), norint padidinti
našumą, reikalingi didelio jautrumo rezistai.
Plonos plėvelės: didelės skiriamosios gebos potencialas
geriausiai realizuojamas, naudojant plonus rezisto sluoksnius, nors tai gali
riboti tokios problemos, kaip rezisto kolapsas ryškinimo metu.
Atsparumas ėsdinimui: ploniems rezistams reikalingas geras
patvarumas, kad jie atlaikytų vėlesnius ėsdinimo procesus.
Tipai: rezistai skirstomi į teigiamo atspalvio (apšviestos
sritys pašalinamos) arba neigiamo atspalvio (apšviestos sritys lieka).
Dažniausi pavyzdžiai
Poli(metilmetakrilatas) (PMMA): plačiai naudojamas teigiamo
atspalvio rezistas, žinomas dėl didelės skiriamosios gebos ir lengvo naudojimo.
Poliimidiniai rezistai: teigiamo rezisto tipas, pasižymintis
geru terminiu stabilumu.
Neorganiniai rezistai: Kai kurios neorganinės medžiagos,
tokios, kaip metalų halogenidai ir oksidai, taip pat gali būti naudojamos, kaip
rezistai.
Ledo rezistai: Naujas rezisto metodas, naudojamas 3D
nanospausdinimui, kuris veikia kontroliuojant ledo sluoksnių storį vakuume.
2. The Microchip Era Is About to End. Gilder, George. Wall
Street Journal, Eastern edition; New York, N.Y.. 04 Nov 2025: A17.