8 апреля CNBC опубликовала расследование, обращающее внимание на следующий системный риск для ИИ-индустрии: продвинутая упаковка чипов. Nvidia зарезервировала большую часть мощностей TSMC по технологии CoWoS (Chip on Wafer on Substrate) — именно этот процесс объединяет процессоры и высокоскоростную память HBM в единый модуль. Без этого этапа мощные ИИ-ускорители просто не работают. По данным CNBC, CoWoS у TSMC растёт со скоростью 80% в год, но спрос обгоняет предложение.

Парадоксальная ситуация: даже чипы, произведённые в США на заводе TSMC в Аризоне, сейчас отправляются обратно на Тайвань для упаковки — локальных мощностей в Штатах просто нет. TSMC строит два упаковочных предприятия в Аризоне, Intel наращивает компетенции в этом направлении и ведёт переговоры с Nvidia о возможности выполнять упаковку для её чипов. Именно упаковка, а не производство кремния, может оказаться главным ограничением роста ИИ в ближайшие годы.

Пока Intel убеждает рынок в превосходстве собственного техпроцесса 18A, ситуация с флагманским настольным процессором Nova Lake ставит под сомнение искренность этих заявлений. По данным аналитиков SemiWiki, более 90% кристаллов Nova Lake будут изготовлены на TSMC N2, а не на 18A. Новый чип под брендом Core Ultra Series 4 получит разъём LGA 1954 и до 52 ядер, однако вероятнее всего появится лишь в 2027 году.

Объяснение простое и неудобное: 18A пока дороже и даёт меньший выход годных чипов, чем TSMC. Для массового потребительского рынка это критично. Получается, что собственный техпроцесс Intel применяет там, где цена ошибки ниже — в ноутбуках и серверах малого объёма, — а основной объём настольных процессоров отдаёт конкуренту. Гендиректор Лип-Бу Тан прямо назвал 2026-й «годом исполнения», а рост бизнеса отнёс к 2027-му.

Возьмите два кабеля. Разъёмы на концах выглядят совершенно одинаково. Но один из них — обычный USB-C, а другой — Thunderbolt. В чём разница, зачем вообще существуют оба стандарта и кому из них принадлежит будущее — давайте разберёмся по порядку.

Прежде чем погружаться в историю, необходимо прояснить одну принципиальную вещь, без которой дальнейший разговор лишён смысла: разъём и интерфейс — это разные понятия. Разъём — это физический компонент: штекер, который вы держите в руке, и порт на корпусе устройства. Можно провести простую аналогию: вилка и розетка. Интерфейс же — это формат передачи данных, протокол, по которому устройства общаются между собой. Одно и то же гнездо способно «говорить» на разных языках в зависимости от того, какой интерфейс за ним стоит. Эту мысль важно держать в голове на протяжении всей статьи.

Рождение USB: универсальность как главная идея

Аббревиатура USB расшифровывается как Universal Serial Bus — универсальная последовательная шина. Само название отражает замысел: создать единый стандарт, пригодный для подключения любой периферии. Датой рождения USB принято считать 15 ноября 1995 года — именно тогда компания Intel совместно с Microsoft анонсировала первые спецификации.

Первые устройства с USB 1.0 оснащались разъёмом, который впоследствии стали называть USB-A. Этот порт, знакомый каждому, подчиняется незыблемому закону техники: чтобы вставить штекер правильно, нужно попробовать одну сторону, затем перевернуть, затем перевернуть ещё раз — и наконец всё встанет на место. На смену USB 1.0 пришёл USB 2.0, затем USB 3.0, 3.1 и 3.2, постепенно наращивавшие скорость передачи данных до 20 Гбит/с. При этом физический облик разъёма оставался неизменным на протяжении многих лет.

Однако простота имела свою цену. Параллельно с привычным USB-A существовало множество других вариантов: USB-B для принтеров и сканеров, micro-USB для мобильных устройств, громоздкий micro-USB-B 3.0, mini-USB и целый ряд других модификаций. Пользователи были вынуждены держать дома целый арсенал кабелей-переходников. Рынок всё настойчивее требовал единого решения.

При этом у USB была куда более существенная проблема — функциональная. Стандарт создавался для двух задач: подачи питания и передачи данных. Для мышей, клавиатур и флешек этого вполне хватало. Но подключить через USB внешний монитор было невозможно: интерфейс попросту не располагал для этого ни пропускной способностью, ни нужным числом контактов. У USB 2.0 их было всего четыре, у USB 3.0 — восемь. Рынок рос, запросы профессионалов усложнялись, и ограничения стали ощутимой проблемой.

Thunderbolt: конкурент, которого не ждали

Пока USB завоёвывал массовый рынок, в 2011 году появился Thunderbolt — интерфейс, разработанный компанией Intel в сотрудничестве с Apple. Его дебютом стал новый MacBook Pro: именно на нём впервые появился порт с фирменным значком молнии. Первые две версии Thunderbolt использовали разъём Mini DisplayPort — совершенно иной, нежели USB.

С самого начала Thunderbolt решал задачи другого масштаба. Он поддерживал передачу данных по стандартам PCI Express и DisplayPort, позволял последовательно подключать до шести устройств в цепочку и уже в первой версии вдвое превосходил USB 3.0 по скорости — 10 Гбит/с против 5 Гбит/с. Это преимущество в скорости Thunderbolt удерживал вплоть до появления Thunderbolt 5, представленного в 2023 году.

Тем не менее широкого распространения Thunderbolt так и не получил. Причина проста: Intel владела лицензией единолично и взимала отчисления с производителей; реализация поддержки требовала отдельных контроллеров; кабели стоили заметно дороже обычных USB. Большинству рядовых пользователей возможности интерфейса были попросту не нужны. Thunderbolt оставался нишевым решением — профессиональным инструментом, к которому по-настоящему привыкли разве что владельцы компьютеров Apple.

USB-C: революция в одном разъёме

В 2014 году появился USB-C — разъём, созданный как ответ на накопившиеся претензии. Маленький, симметричный (можно вставлять любой стороной), с двадцатью четырьмя контактами вместо прежних четырёх-восьми. Его разработка велась в рамках организации USB-IF, участниками которой являются Intel, Microsoft, Apple, Samsung, Dell и другие ключевые игроки рынка — то есть компании создавали стандарт под собственные нужды.

Принципиальное новшество USB-C — поддержка так называемых альтернативных режимов. По умолчанию через разъём USB-C передаются питание и данные в рамках интерфейса USB. Но тот же физический порт способен работать в режиме HDMI, DisplayPort или Thunderbolt — в зависимости от того, какие режимы поддерживает конкретное устройство. Удобная аналогия: представьте трубу. Труба — это разъём, физическая форма. К ней можно подключить бак с водой, цистерну с бензином или бочку с вином. По одной трубе течёт разная жидкость. Точно так же через один разъём USB-C могут передаваться данные в совершенно разных форматах.

Слияние: как Thunderbolt стал частью USB-C

Именно здесь начинается история, которая по сей день вызывает путаницу. В 2015 году Intel выпустила Thunderbolt 3 — и перевела его на разъём USB-C. С этого момента Thunderbolt превратился в один из альтернативных режимов USB-C, то есть в одну из «цистерн», подключаемых к «трубе». Отсюда и то знаменитое правило, с которым приходится сталкиваться каждому: любой Thunderbolt — это USB-C, но не любой USB-C — это Thunderbolt.

Слияние стало возможным не случайно. Intel планировала перевести Thunderbolt на USB-C ещё до финализации спецификаций нового разъёма и открыто участвовала в работе организации USB-IF. В 2019 году Intel передала спецификации Thunderbolt 3 в открытый доступ — они легли в основу стандарта USB4. Таким образом, некогда конкурирующие технологии не просто сосуществуют в одном разъёме: одна из них буквально породила другую.

Актуальная пара: USB4 версии 2.0 и Thunderbolt 5

К 2026 году на рынке окончательно утвердилась современная пара стандартов — USB4 версии 2.0 и Thunderbolt 5. Оба используют разъём USB-C, оба обеспечивают симметричную скорость передачи данных 80 Гбит/с и поддерживают асинхронный режим Bandwidth Boost, при котором пропускная способность в одном направлении возрастает до 120 Гбит/с — втрое больше, чем у предыдущего поколения. Оба поддерживают DisplayPort 2.1, PCIe 4.0 и зарядку мощностью до 240 Вт по стандарту USB Power Delivery 3.1. Технически они достигли паритета.

Thunderbolt 5 начал появляться в профессиональных ноутбуках и рабочих станциях с конца 2024 года. Apple перешла на него в компьютерах Mac с процессорами M4 Pro и M4 Max, оснастив их тремя и более портами Thunderbolt 5. К 2026 году этот интерфейс проник примерно в 20% новых ноутбуков — тогда как USB4 охватил уже около 60% устройств. Разница в распространённости объясняется той же причиной, что и прежде: сертификация Thunderbolt требует дополнительных расходов от производителей, а значит, и от покупателей.

 

Почему Thunderbolt не исчезнет — и в чём его настоящая ценность

Если оба стандарта технически равнозначны, зачем вообще существует Thunderbolt? Ответ умещается в одно слово: гарантия. USB4 — стандарт гибкий, и именно в этой гибкости кроется его слабость. Надпись «USB4» на корпусе ноутбука не говорит практически ничего конкретного. Максимальная скорость порта может составлять как 80 Гбит/с, так и 20 Гбит/с. Альтернативные режимы — DisplayPort, PCIe — могут присутствовать или отсутствовать. Производители не обязаны раскрывать подробности, и реальные возможности порта нередко остаются тайной даже для консультанта в магазине. Практические наблюдения подтверждают: среди множества ноутбуков и компактных ПК с заявленной поддержкой USB4 значительная часть либо вообще не указывает поддерживаемые режимы — что само по себе красноречиво, — либо ограничивается лишь повышенной мощностью зарядки.

Thunderbolt 5 — другая история. Это жёстко сертифицированный стандарт: Intel проводит обязательную проверку всех устройств. Выбирая ноутбук с Thunderbolt 5, вы заранее знаете, что получите 80 Гбит/с в симметричном режиме, 120 Гбит/с в асинхронном, поддержку трёх мониторов 4K с частотой 144 Гц или двух мониторов 6K, полноценную работу с внешними видеокартами. Порт визуально отмечен значком молнии — никаких догадок и поисков в технических характеристиках на сайте производителя. Удобная аналогия: USB4 — это смарт-телевизор, о котором вы ничего не знаете заранее: есть ли там нужные приложения, какая операционная система, какие возможности. Thunderbolt 5 — флагманский телевизор с полным набором всех технологий, доступных на данный момент.

Нюансы, о которых умалчивают производители

Впрочем, и у Thunderbolt есть скрытые ограничения. Ноутбук может располагать несколькими портами Thunderbolt, каждый из которых в отдельности выдаёт заявленную скорость. Но если занять все порты одновременно, реальная пропускная способность каждого из них сократится из-за ограниченного числа контроллеров. Производители, как правило, этого не указывают. Есть и техническое ограничение на длину кабеля: пассивные медные кабели обеспечивают полные характеристики на расстоянии не более одного метра; для большего расстояния необходим активный кабель со встроенным усилителем сигнала.

Отдельного внимания заслуживает вопрос кабелей. Для работы на скоростях 80 Гбит/с и выше Thunderbolt 5 и USB4 версии 2.0 используют новый тип кодирования сигнала — PAM-3, тогда как все предыдущие поколения применяли NRZ. Это означает, что старые кабели Thunderbolt 3 не будут работать с новыми портами вообще, а кабели Thunderbolt 4 будут функционировать, но лишь на скорости 40 Гбит/с. Для получения полной производительности необходим кабель, специально сертифицированный для Thunderbolt 5 или USB4 версии 2.0.

Почему универсальный USB не заменит Thunderbolt полностью

Возникает закономерный вопрос: почему бы просто не сделать все порты USB4 такими же мощными и предсказуемыми, как Thunderbolt? Ответ прагматичен: это никому не нужно. USB — стандарт поистине вездесущий. Он присутствует не только в ноутбуках и настольных компьютерах, но и в наушниках, зарядных устройствах, портативных аккумуляторах, умных колонках и бесчисленном множестве других устройств. Наушникам не нужна поддержка DisplayPort 2.1 или передача мощности 240 Вт. Оснащать каждое USB-устройство полным набором функций Thunderbolt — всё равно что устанавливать двигатель V8 на 500 лошадиных сил в каждый автомобиль без исключения. Бессмысленно и дорого.

Разделение на «народный» USB и профессиональный Thunderbolt — не временное явление переходного периода, а осознанная архитектура рынка. Она сохранится, пока существуют принципиально разные категории пользователей с принципиально разными потребностями.

Итог: кому что выбирать

Подведём черту. Thunderbolt ещё с третьей версии перешёл на разъём USB-C и стал одним из его альтернативных режимов. Оба современных стандарта — Thunderbolt 5 и USB4 версии 2.0 — обеспечивают идентичные скоростные характеристики, и это положение дел к 2026 году закрепилось окончательно. Разница — в гарантии: Thunderbolt 5 всегда предоставляет именно то, что обещает, тогда как USB4 может предоставлять либо полный набор возможностей, либо самый базовый минимум.

Если вы работаете с несколькими мониторами высокого разрешения, внешними видеокартами или профессиональным хранилищем данных — Thunderbolt 5 окупит себя предсказуемостью и надёжностью. Если вам нужен один монитор и несколько периферийных устройств — качественного USB4-хаба будет достаточно, и он обойдётся заметно дешевле. Главное правило при выборе техники остаётся прежним: смотрите не на название стандарта, а на конкретные характеристики конкретного порта.

 

Рано или поздно кремниевая технология, используемая сегодня для создания процессоров, достигнет своего предела. Это не предположение, а техническая неизбежность. Но что придёт на замену? Исследователи рассматривают множество вариантов: графеновые процессоры, квантовые вычислители и даже биокомпьютеры, использующие для расчётов живые клетки.

Однако одной из наиболее перспективных и приближённых к реальности технологий стала фотоника — область, где вычисления выполняются не электронами, а частицами света. Что представляют собой фотонные процессоры? Как они устроены? И главное — когда эта технология выйдет из научных лабораторий в массовое производство?

Фотоника: ближе, чем кажется

Слово «фотоника» звучит футуристично, словно речь идёт о технологиях из научной фантастики. Однако большинство из нас сталкивается с фотоникой ежедневно, даже не подозревая об этом.

Если вы носите умные часы, вероятно, прямо сейчас фотоника измеряет ваш пульс. Зелёный светодиод в конструкции часов излучает свет на определённой длине волны. Специальный датчик измеряет, сколько света вернулось после взаимодействия с вашими тканями, и на основе этих данных определяет биологические параметры: частоту сердечных сокращений, пульс и насыщенность крови кислородом.

Кроме светодиодов и лазеров, благодаря фотонике появился и высокоскоростной оптоволоконный интернет. Фотонные устройства произвели настоящую революцию в сфере передачи данных. Когда информацию научились передавать по оптоволоконным линиям с помощью света, а не электричества по медным проводам, стал возможен интернет в его современном виде: с социальными сетями, потоковыми видеотрансляциями в высоком разрешении и мгновенной передачей огромных объёмов данных.

Идея проста: подобный скачок в скорости передачи данных можно организовать не только между разными компьютерами, но и внутри каждого из них. Причём прямо на интегральной схеме. Это и является основной концепцией фотонных вычислений.

Что такое фотонный процессор

Большинство современных процессоров работают на основе электричества. Электроны передаются между элементами, что позволяет выполнять различные вычисления. Мы привыкли к тому, что компьютеры и смартфоны используют именно такие процессоры.

Но представьте устройства, которые используют вместо электричества свет, то есть фотоны. Это и есть фотонные процессоры.

В чём преимущество такого подхода? Во-первых, в скорости передачи данных. Но было бы неверным утверждать, что свет просто быстрее электричества. Оба типа сигналов распространяются со скоростью света. Тогда в чём разница?

Ключевым отличием является то, что фотоны не взаимодействуют между собой. Это позволяет по одному физическому каналу передавать несколько сигналов одновременно.

Для наглядности можно привести такое сравнение. Представим, что электрическое соединение — это поезд, движущийся со скоростью шестьдесят километров в час. Только вот помещается в этот поезд всего один пассажир. А что с фотонным соединением? Это такой же поезд, он движется с той же скоростью, но вместимость такого поезда — не один, а десять тысяч пассажиров.

Таким образом, два поезда движутся одинаково быстро, однако эффективность второго очевидно намного выше. Получается, что с помощью фотонов в фиксированный интервал времени можно передавать большее число сигналов, а значит, и больший объём информации.

Второе преимущество — энергоэффективность. Использование света позволяет значительно снизить энергопотребление и тепловыделение. Это означает, что фотонные процессоры могут быть гораздо более эффективными и экономичными. Необходимость решения вопросов энергопотребления и сокращения выбросов углекислого газа может стать важным толчком к развитию этой технологии.

По мере того как требования к вычислительным мощностям растут, а машинное обучение становится всё популярнее, увеличиваются и требования к компенсации воздействия на окружающую среду. По некоторым оценкам, к 2030 году вычислительные и коммуникационные технологии будут потреблять более восьми процентов энергии всего мира.

Таким образом, фотонные процессоры открывают новые возможности для вычислительной техники. Они могут значительно повысить скорость и производительность компьютеров, при этом снижая их энергопотребление.

Как это работает

Фотонный процессор — это устройство, которое использует свет для вычислений. Это принципиально новый тип аналоговых компьютеров, их ещё часто называют оптическими компьютерами. Исследователи по всему миру работают над архитектурой таких устройств.

Первый прототип оптического компьютера был продемонстрирован ещё в 1990 году, и это направление активно развивалось все последующие годы. Однако до массового коммерческого использования таких устройств по-прежнему далеко. Но работы ведутся, в том числе и в России.

Например, в Самаре специалисты Самарского университета имени Королёва создают фотонный процессор в рамках научной программы Национального центра физики и математики при поддержке государственной корпорации «Росатом». По проекту, производительность компьютера должна достичь десяти в двадцать первой степени операций в секунду. Согласно планам, опытный образец установки должен был быть готов в 2025 году, и сборка экспериментального образца находится на стадии корпусной сборки.

Существует много видов фотонных процессоров, которые различаются по материалам, размерам, конфигурациям и способам управления. Однако большинство из них имеют один общий недостаток — их сложно перенастроить для выполнения разных задач. Это означает, что для каждого нового эксперимента или приложения нужно создавать новое устройство, что требует много времени, ресурсов и финансовых вложений. Кроме того, это ограничивает гибкость и масштабируемость фотонных систем.

Безусловно, если будет создан полностью оптический компьютер, который окажется универсальным для выполнения разных задач, а также доступным и недорогим в производстве, это станет революцией в мире вычислительной техники и приговором для кремниевых технологий.

Однако сегодня реальность такова, что гораздо более осуществимым является создание гибрида — оптоэлектронного процессора. Устройства, где свет и полупроводники используются совместно. Эту технологию часто называют кремниевой фотоникой.

Идея оптоэлектронных устройств заключается в том, что для вычислений используются транзисторы — электронные устройства, а для передачи информации уже задействуется свет, то есть фотоны.

Основной компонент таких процессоров — волноводы. Они выполняют роль проводников для света, подобно тому, как медные провода передают электроны в классических компьютерах. Волноводы направляют фотоны от одной части процессора к другой.

Чтобы свет мог использоваться для передачи информации, он должен откуда-то браться. Для этого используются лазеры, которые создают узконаправленные световые лучи, способные быстро и эффективно передавать данные.

Затем световые сигналы проходят через различные компоненты процессора, где происходит их обработка. Одним из таких компонентов являются модуляторы. Они изменяют характеристики светового сигнала — амплитуду, фазу или длину волны — чтобы кодировать информацию.

После того как свет был изменён и передан по волноводам, его необходимо преобразовать обратно в электрический сигнал для взаимодействия с другими частями системы. Для этого используются фотонные детекторы. Они принимают световой сигнал и преобразуют его в электрические импульсы, которые уже могут быть обработаны традиционными электронными компонентами.

Применение оптоэлектронных технологий позволит осуществлять обработку информации с гораздо большей скоростью, чем в обычных процессорах. Считается, что прирост производительности в теории может достигать десятков, а то и сотен раз.

Однако у такого подхода есть существенный недостаток. Оптоэлектронные приборы теряют до тридцати процентов энергии при преобразовании электроэнергии в свет и обратно, что замедляет скорость передачи информации.

Реальные примеры и перспективы

Разработки оптоэлектронных процессоров ведутся активно. Не в последнюю очередь это связано с ростом интереса к машинному обучению.

Йоханнес Фельдманн, исследователь из Оксфордского университета, отмечает: «С ростом машинного обучения и искусственного интеллекта фотонные процессоры нашли область, в которой они могут проявить себя в полной мере. Растущие объёмы данных доводят текущие электронные технологии до предела».

Один из наиболее ярких игроков на рынке кремниевой фотоники — стартап Lightmatter. В компании уверены, что их подход способен существенно повлиять на скорость развития искусственного интеллекта.

Технология Lightmatter использует оптические межсоединения, встроенные в кремний, которые позволяют аппаратному обеспечению напрямую взаимодействовать с транзисторами на кремниевом чипе. В апреле 2025 года компания представила полнофункциональный фотонный процессор, способный поддерживать работу искусственного интеллекта с точностью, сопоставимой с кремниевыми системами, при значительно меньшем энергопотреблении. Исследование было опубликовано в престижном журнале Nature.

Фотонный процессор Lightmatter объединяет шесть чипов в одном корпусе, содержащем пятьдесят миллиардов транзисторов и миллион фотонных компонентов. Устройство способно выполнять 65,5 триллиона операций в секунду, потребляя всего 78 ватт электрической и 1,6 ватта оптической мощности. Новый подход позволяет передавать данные между чипами с пропускной способностью, в сто раз превышающей обычную, при этом потребляя в несколько раз меньше энергии.

Чтобы убедиться в перспективности фотоники и этого стартапа, стоит упомянуть, что в июле 2024 года в компанию перешла Симона Янковски, занимавшая пост вице-президента по связям с инвесторами и стратегическим финансам в Nvidia. Она возглавила финансовое подразделение Lightmatter в качестве главного финансового директора. После назначения Янковски заявила, что Lightmatter — единственная причина, ради которой она покинула Nvidia.

В октябре 2024 года компания привлекла 400 миллионов долларов в рамках раунда серии D, что подняло её оценку до 4,4 миллиарда долларов — почти вчетверо по сравнению с оценкой в 1,2 миллиарда долларов, установленной всего десятью месяцами ранее.

Не остаются в стороне и крупные компании. В декабре 2024 года был представлен новый фотонный процессор с тремя слоями устройств, выполняющих линейные и нелинейные операции. Такая архитектура обеспечивает чрезвычайно низкую задержку и высокую энергоэффективность.

Ещё более впечатляющий результат был достигнут в Китае. В декабре 2025 года учёные из Шанхайского университета Цзяотун объявили о создании LightGen — полностью оптического чипа, способного запускать масштабные модели генеративного искусственного интеллекта. Это первое в мире решение такого типа, которое, как утверждается, в сто раз эффективнее новейших ускорителей Nvidia. Результаты исследования были опубликованы в журнале Science.

В отличие от традиционных транзисторов, технология оптических вычислений обрабатывает информацию с помощью света, что обеспечивает высокую скорость и параллелизм. Команде LightGen удалось разместить миллионы оптических нейронов на одном кристалле и реализовать полный цикл обработки данных исключительно на оптической основе.

Взгляд в будущее

Оптоэлектронные технологии, или кремниевая фотоника, представляют собой перспективную область развития вычислительной техники. Возможно, такие компьютеры станут обыденностью уже в ближайшем будущем.

Но что с полностью оптическим вычислительным устройством? Будет ли оно создано в ближайшее время? Ответить однозначно сложно.

Однако стоит вспомнить, что точно такие же вопросы задавались о привычных нам программируемых компьютерах всего век назад. Очевидно, что потребуется ещё много исследований, прежде чем мы сможем достаточно развить фотонные технологии для создания полностью оптического компьютера. Но когда нам это удастся, мы вступим в новую технологическую эру — эру, где свет заменит электричество в качестве основы вычислений.

Спустя четыре года после дебюта Surface Studio 2 компания Microsoft обновила модель, сделав ее более быстрой и с лучшей графикой. Surface Studio 2+ была анонсирована во время ежегодной презентации оборудования компании и была названа «на 50% быстрее», чем предыдущая версия устройства.

Как и Studio 2, Studio 2+ оснащен 28-дюймовым экраном PixelSense и в целом выглядит так же с точки зрения дизайна, за исключением поддержки Dolby Vision HDR и столь необходимого добавления порта USB-C с поддержкой Thunderbolt 4.

Самым большим обновлением модели стал процессор: процессор Intel 7-го поколения заменен на 11-е. Intel Core i7-11370H с максимальной частотой в режиме Tubop 4,8 ГГц был выпущен почти два года назад, что делает его устаревшим выбором для компьютера. При этом странон, что Microsoft не использовала более актуальный и более быстрый процессор Intel 12-го поколения.

Одним из изменений, работающих в пользу Surface Studio 2+, является объем памяти — 32 ГБ оперативной памяти DDR4, а также видеокарта Nvidia RTX 3060. Хотя Microsoft не ориентируется на геймеров с новой моделью, карта позволяет модели поддерживать большинство игр в разрешении 1080p.

Ценник, наряду с прошлогодним процессором Intel, вероятно, отпугнет некоторых покупателей. Surface Studio 2+ продается по цене 4499 долларов США. Для тех, кто заинтересован, он доступен для предварительного заказа уже сейчас перед запуском 25 октября.

Сегодня мы поговорим про нидерландскую компанию ASML, которая стоит за созданием самых современных процессоров и чипов. Ультра-фиолетовая литография и экстремальная УФЛ — все это стало возможно благодаря их машинам. В нашем новом «Формате» обсудим историю компанию, современное состояние и будущее технологий в чипах.

СПИКЕРЫ:

Евгений Иванов, – ASML, старший менеджер по маркетингу

Денис Шамирян – CEO ООО «Маппер»

Григорий Баженов – экономист, автор канала FuryDrops

СОДЕРЖАНИЕ:

00:00 Вступление

02:03 Роль ASML на рынке

06:42 Предыстория появления ASML

18:08 Производство чипа и экстремальная ультрафиолетовая литография

30:35 Из каких этапов состоит работа машины ASML?

47:06 За счет чего машины ASML такие точные?

01:07:14 Как перевозят и доставляют машины ASML?

01:17:16 Какова значимость ASML сейчас?

01:28:38 Новая машина ASML – High NA EUV

01:31:08 Спасибо, что посмотрели

Вскоре после дебюта новой серии графических карт Arc компания Intel представила серию Arc Pro — новую коллекцию графических процессоров, предназначенных для производительности. Arc Pro состоит из A30M, A40 и A50, которые разделены на три различных уровня. Первая из трех моделей — это обычный GPU для ноутбука, а модель A40 — аналог для настольного ПК, обладающий аналогичными характеристиками в однослотовом форм-факторе.

Модель A50 — это топовая модель с двухслотовой конфигурацией для тех, кому требуется большая мощность обработки изображений для рабочих станций. Что касается технических характеристик, то и A30M, и A40 обладают мощностью 3,5 терафлопс, но последняя модель имеет 6 ГБ VRAM, как и A50, в то время как первая поставляется только с 4 ГБ. Естественно, A50 увеличивает свою мощность до 4,8 терафлопс, при этом все три модели оснащены встроенной поддержкой трассировки лучей и машинного обучения. Все они также могут похвастаться четырьмя портами мини-дисплеев, к которым можно подключить до двух дисплеев 8K 60 Гц, двух дисплеев 5K 240 Гц, двух дисплеев 5K 120 Гц или четырех дисплеев 4K 60 Гц.

Intel — уникальная компания и единственная в своем роде. Пока все игроки на рынке занимаются лишь разработкой (проектированием) процессоров, отдавая производство TSMC или Samsung, Intel делает всё сам! Но так вышло, что в последние годы дела у Intel идут не очень.

Apple представила уже второе поколение своих ARM-процессоров — M2. Их чипсеты произвели революцию на рынке, показывая отличные результаты по производительности при малом энергопотреблении и слабом нагреве. AMD собираются выпустить 5-нанометровые процессоры семитысячной серии на новой архитектуре Zen 4 уже во второй половине этого года. Да и перед этим они обскакали Intel со свои новым чиплетным подходом.

А что Intel? Сидят на своих 10-12 нм и не парятся? Или готовятся к ответному удару, такой мощности, что к 2025 году они обойдут всех, перейдут в эпоху Ангстрема и снова будут доминировать на рынке! Как они это сделают, сегодня и разберемся, и не думайте что мы будем гадать на кофейной гуще — у нас есть роудмэп компании вплоть до 2025, его и разберем по полочкам.

Особенности компании

Для начала введем пару понятий Fab и Fabless.

Игроки, занимающиеся лишь разработкой (проектированием) процессоров, отдавая производство TSMC или Samsung называют Fabless или бесфабричные компании.

Intel же делает всё сам, и это называется Fab, то есть компания с собственным производством.

Такой подход можно одновременно назвать и главным преимуществом и главным недостатком Intel.

Во многом три года стагнации Intel связаны с именно с этим. Из-за проблем с внедрением техпроцесса 10 нм они отстали от конкурентов на несколько лет.

Бывший гендиректор компании Роберт Свон заявлял, что им выгоден техпроцесс 14 нанометров. Связано это с тем, что именно он позволяет компании сокращать свои расходы на производство чипов. Но он был не до конца честен, основная причина заключалась в проблемном переходе на EUV литографию, которая бы и позволила быстро внедрить техпроцесс ниже 10 нм.

И тут дело именно в цене модернизации производств. Так как свои чипы Intel производит сам, им нужно самостоятельно обновлять свои предприятия. В то же время было и преимущество на стороне Intel при старом техпроцессе, и немалое! Чипы в наличии.

То есть даже в кризис полупроводников, пандемии и ограниченных возможностей TSMC, Intel чувствовал себя хорошо. Это и помогло им оставаться доминантом на рынке.

Текущее положение

Но всё-таки с 2019 года AMD постепенно теснили Intel. Тогда красные представили архитектуру Zen 2 на 7 нм техпроцессе. И это был прорыв!

Осенью же 2020 года свой процессор представила и Apple. Вы помните, как М1 порвал рынок, показав необычайные результаты энергоэффективности и производительности. После тестов MacBook на новом чипе многие предсказывали скорую гибель х86 процессорам.

После двух таких мощных ударов — Intel виделся проигравшим в этой гонке.

Всё было так до середины прошлого года, как можно видеть по этому графику продаж! Что же случилось после?

Дорожная карта

Тогда Intel показали свою дорожную карту до 2025 года. Давайте посмотрим на нее внимательнее!

Первый этап плана — техпроцесс Intel 7. И можно подумать что он обозначает 7 нанометров, но это не так.

Раньше мы знали его как Enhanced Superfin, 10 нм но название изменили. Но все- таки что же обозначает «семерка»?

Оказывается, хоть размер транзисторов и не увеличивается — меняется их плотность, так что в итоге они соответствуют техпроцессу других компаний на 7 нм (опять же по словам Intel).

Дело в том что нанометры — важная, но далеко не единственная характеристика.

Столь же, если не более, значимой характеристикой является архитектура: изменив архитектуру можно увеличить и производительность чипа.

Но так как сегодня люди смотрят именно на нанометры, выбирая между процессорами на 10 и 7 нанометрах большинство скорее выберут второй. Не вдаваясь в подробности хуже ли он по производительности.

Поэтому название техпроцесса ничего не значит — это маркетинг! Считайте как поколения тех же iPhone 11, 12, 13. Оно означает, что процессор более новый.

А во-вторых, конечно главное, чтобы люди видели похожую на конкурентов цифру. Ведь если у AMD процессоры 5 нанометров, а у Intel техпроцесс Intel 7, то эта разница как будто уже не так велика. Хотя конечно такая хитрость, как будто бы не самый честный подход!

big.LITTLE

Но все таки об изменениях не только в названии — кроме того была внедрена архитектура big.LITTLE. Как и в смартфонах она помогает процессорам быть более энергоэффективными и использовать маленькие ядра для отрисовки интерфейса и других простых задач.

big.LITTLE — это архитектура, объединяющая энергосберегающие и более медленные процессорные ядра (LITTLE) с относительно более мощными и энергоемкими (BIG).

Этим семейством процессоров был Alder Lake. Подробно о триумфальном возвращении мы рассказывали в отдельном материале о 12 поколении.

Если вкратце, то процессоры стали гораздо мощнее при адекватной цене. А мобильные процессоры наконец-то смогли предложить достойную автономность для ноутов и конкурировать с Apple и AMD.

Будущее

Но эти процессоры мы уже видели, что дальше?

Следующим этапом будет Intel 4, построенный как раз-таки на 7 нм техпроцессе.

Первые процессоры, построенные на нём будут называться Intel Meteor Lake. Их выход ожидается в середине 2023 года. И это первый процессор Intel, сделанный с помощью EUV-литографии! Знаковый чип!

Ожидается, что 7 нанометров (Intel 4) от Intel по производительности обойдут TSMC и Samsung с их 5 нм. Плотность транзисторов в чипах будет составлять 200-250 миллионов на квадратный миллиметр, в сравнении с 170 на текущих 5 нм TSMC

Мы нашли в сети фотографию мобильного чипа семейства Meteor Lake и уже сейчас можем на него взглянуть.

Тут видно плитку процессора с 6 большими ядрами и 8 маленькими. А что за плитки?

Дело в том, что начиная с Meteor Lake Intel перейдет на новую, чиплетную архитектуру.

Напомню, чиплеты — это грубо говоря следующий шаг после системы на кристалле (SoC). Теперь вычислительные ядра и другие части процессора создаются отдельно, а потом вместе соединяются на одной подложке.

Это сильно упрощает производство, так как теперь на каждую пластину нужно меньше технологических шагов. Однако, при этом самих пластин печатать нужно сильно больше.

Как раз чиплеты — это одна из причин успехов AMD в последние годы. И одно из главных преимуществ такого подхода — это конечно масштабируемость. Не просто так в процессорах AMD на максималках можно встретить 32 ядра, а у Intel всего 16.

Вообще у чиплетной архитектуры есть достаточно много преимуществ. Например, экономия. При печати классических больших чипов на пластине остается достаточно много неиспользуемого пространства. В это же время, печатая меньшие по размеру плитки чиплета, можно сократить издержки.

Также часть пластины может быть подвержена браку. А чиплет меньше полноценного чипа, поэтому удается уменьшить количество брака на единицу площади.

Ну и главное — это как конструктор! У производителя появляется возможность легко модифицировать свои чипы, ведь для изменения чипа нужно просто добавить или убрать из него какой-либо модуль. И они даже могут быть построены на разных техпроцессах.

Про чиплеты поняли — вернемся к самому процессору. Он будет состоять из трёх полупроводниковых кристаллов — CPU, GPU и SoC. Разберемся в каждом по порядку:

CPU Intel производит сам по техпроцессу Intel 4, как мы поняли это 7 нм.

Что касается GPU то тут одним из важнейших изменений станет сотрудничество Intel и TSMC. Да-да, его будет делать Тайваньская фабрика на техпроцессе 3 нм, нас заверяют что по производительности он будет сопоставим с дискретной картой.

Что же касается системы на кристалле (SoC) она будет выполнена по четырех или пятинанометровому техпроцессу и также будет производиться на TSMC.

Причем по слухам на плитке SoC разместятся также 2 дополнительных ядра LP E-Core. Об этом сообщает инсайдер Igor’s lab со ссылкой на собственный источник.

Вероятно, это можно расшифровать как низкопроизводительное ядро ​​с низким энергопотреблением. Так что вполне возможно, что в новых процессорах будет целых три типа ядер.

Получается что на одном чиплете могут использоваться различные техпроцессы. И теперь нам надо все это как-то соединить! Поэтому поговорим, про технологии упаковки процессоров, а точнее про интерконнект чипов.

Технологии упаковки

И тут пару слов стоит сказать, а что такое этот ваш интерконнект?

По сути, это технология объединения нескольких чипов в единое целое. Ну или по-просотому склейка чипов.

Хороший пример процессор M1 Ultra от Apple: взяли и склеили два мощных процессора M1 Max и получили один огромный ультра-процессор. Выглядит внушительно и ого-го, что может. ПРОФИТ.

Так вот, технологий, как можно взять и объединить два чипа в один есть масса. Apple свою технологию называет UltraFusion. А вот Intel свою EMIB или The Embedded Multi-Die Interconnect bridge. И это очень крутая технология. Что в ней особенного?

Смотрите, сейчас в индустрии стандарт упаковки чипов — это технология TSV или Through Silicon Via, еще такой дизайн называют 2.5D.

Если в двух словах — это значит, что берется одна кремниевая подложка с медной проводкой внутри и вот поверх неё лепятся все чипы, которые надо соединить. Как понимаете, решение не лишено недостатков.

Во-первых, размер чипа ограничен размером кремниевой подложки. А большой кусок кремния не так-то и просто произвести. И отсюда вторая проблема — сложно уместить всё, что хочешь на ограниченной площади. Ну и в третьих, это тупо дорого и из-за перерасхода кремния. Поэтому в Intel нашли лучшее решение.

Вместо того, чтобы лепить чипы на одну большую дорогую кремниевую подложку, они стали их соединять маленькими мостами — EMIB, которые встроены в подложку из более бюджетного материала.

Такой подход даёт массу преимуществ:

1. это куда дешевле
2. проще проектировать
3. и главное, это дает куда больше свободы: можно лепить упаковки любой формы, объединять чипы с разными техпроцессами и т.д.

Вообще вся индустрия процессоров движется в сторону интерконнекта, о чем скоро выйдет подробный разбор.

Для выпуска этих процессоров уже сейчас Intel готовит своё производство на заводе в Ирландии! В апреле этого года там была закончена установка новой EUV-системы от ASML.

Эта установка — одно из самых сложных творений человека на данный момент. Она состоит из 100 000 деталей, 3 000 кабелей, 40 000 болтов и более полутора километров труб. На канале и сайте есть два подробных разбора на темы EUV-литографии, а также травления и осаждения процессора.

Кроме того, это очень дорогое оборудование. Например, новейшие установки ASML стояит 300 миллионов долларов каждая. И да его производит единицами всего одна компания в мире, поэтому производители выстраиваются в очередь.

И да на новейшие решения первые места успел застолбить Intel. И не просто так, внимательный зритель знает, что Intel были одними из первых инвесторов компании ASML!

Сейчас же один из важнейших пунктов в стратегии Intel — развитие своих фабрик. До 2030 года они планируют инвестировать 80 миллиардов евро в свои заводы в Европе. Уже сегодня 17 из них направляются на строительство двух заводов в немецком Магдебурге.

Начнется оно в 2023 году. Еще 12 миллиардов пойдет на расширение завода в Ирландии в два раза. Также планируется строительство предприятия в Италии. В общем, вы поняли — будет много чипов!

Intel 3 и 20А

Но все-таки вернемся к роадмапу. Следующий шаг синих — это техпроцесс Intel 3 в конце 2023 года, но правильнее будет назвать его 7 нм+.

Он должен ещё раз поднять производительность на 20% и внести мелкие доработки в прошлое поколение. Можно сказать, что это минорное обновление, такие чипы мы увидим в магазинах в начале 2024 года.

А вот следующим идет Intel 20А, и здесь есть о чем поггворить.

Самим названием нам заявляется революционная смена единиц измерения с нанометров на более мелкие ангстремы. Для понимания, 1 ангстрем — это десятимиллиардная доля метра или одна десятая нанометра.

Для понимания — диаметр среднего человеческого волоса — шесть сотых миллиметра и это равняется 600 тысячам ангстрем.

PowerVia

Первым нововведением тут станет PowerVia — технология подачи питания на процессор с обратной стороны.

Итак, для начала в чем проблема. Сейчас все чипы делаются так, что и питание и сигнал подается через контакты поверх транзисторов. Грубо говоря каналы идут рядом, параллельно. Это может приводить к тому, что относительно сильные токи, питающие транзисторы, могут вносить помехи в те каналы, где проходит сам сигнал.

Вообще, эта проблема считалась бутылочным горлышком, так как ограничивала возможности дальнейшего уменьшения самого чипа.

Intel же в PowerVia анонсировали, что они первые разделят каналы питания и сигнала. Теперь подвод питания для транзисторов будет осуществляться с обратной стороны кристалла.

В результате это снизит энергопотребление благодаря возможности использовать чистые металлы, что приводит к более качественному заземлению и низкому сопротивлению самих контактов. При этом на верхнем, сигнальном слое появляется больше места, что также снизит помехи и увеличит скорость выполнения команд.

В Intel считают, что это фундаментальное изменение и огромный шаг вперед!

Nanoribbon

Также на смену интеловским транзисторам архитектуры FinFET, представленным в 2011 году. Приходит новая архитектура RibbonFET. И это действительно большое изменение.

В свое время чипы FinFET были инновацией, они позволили преодолеть порог в 22 нм. Однако у них есть ограничение: с такой архитектурой невозможно выйти за рамки 5 нм.

Теперь же нанолисты, из которых состоит транзистор, окружены затвором. Что обеспечивает улучшенный электростатический контроль транзистора, более высокую скорость переключения транзистора и приемлемые управляющие токи при меньшей занимаемой площади.

Транзисторы теперь расположены не в горизонтальной плоскости, а в вертикальной. Кроме увеличения плотности это позволит уменьшить утечку энергии.

Если ранее для увеличения плотности нужно было сокращать размер затвора, то теперь затвор расположен вокруг всего канала.Это должно позитивно сказаться на общем энергопотреблении, а в особенности в режиме ожидания.

Другая особенность заключается в том, что несколько каналов складываются вместе. Это позволяет оставить тот же управляющий ток транзистора при уменьшении площади. А чем больше ток на единицу площади, тем выше скорость переключения транзисторов и в конечном итоге общая производительность.

Сама структура RibbonFET позволяет менять ширину канала для различных задач и точно настраивать баланс между мощностью и производительностью.

18А

И возвращаясь к техпроцессам последний известный — 18 ангстрем. Пока что он является темной лошадкой и о нем практически нет достоверной информации.

Но на встрече с акционерами генеральный директор интел Пэт Гелсинджер заявил, что они работают с опережением. И если изначально процессоры этого поколения должны были выйти в 2025 году, то теперь их ожидают в конце 2024 года.

Уже сейчас известно, что к этому моменту Intel планирует начать использовать High-NA EUV или литографию с высокой числовой амплитудой. Такие установки уже находятся на финальной стадии разработки. Стоимость одной установки будет превышать 320 миллионов долларов, но за ними уже выстраивается очередь. А Intel в этой очереди первый.

Выводы

Ну а подводя итог, пришло время ответить на вопрос, который был задан в начале — Как Intel победит Apple?

И тут стоит сказать, что не в победе дело, например те же ТSМС и Intel будут работать вместе для преодоления кризиса чипов. Кроме того ТSМС строит заводы в США, чтобы избежать политических рисков от Китая. Огромный плюс Intel в том, что у них есть фабрики в США, а еще в Израиле и в Ирландии. Очень стабильные страны, маловероятно, что что-то неприятное случится. А что касается самих чипов — конкуренция прекрасная вещь, она толкает индустрию вперед и даже расшевелила такого мастадонта как Intel.

Еще в марте южнокорейский технологический гигант Samsung объявил о повышении цен на свои микрочипы до 20%, а теперь по его стопам пошел и Intel.

Согласно новому сообщению Nikkei, американский производитель полупроводников начал информировать своих клиентов о том, что цены на его чипы скоро вырастут на 10%-20%. Компания в основном объясняет повышение цен ростом производственных затрат и говорит, что, хотя повышение цен произойдет не на все ее предложения, оно затронет большинство ее продуктов.

Кроме Intel и Samsung, тайваньский гигант по производству микрочипов TSMC также ранее объявил о повышении цен, хотя и на меньший процент. Компания в основном производит процессоры для AMD, а учитывая рыночные доли AMD, Intel и Samsung в отрасли, у потребителей, желающих приобрести процессоры по прежним ценам, будет мало шансов.

На связи Droider и очередной, уже третий, выпуск ФОРМАТа: нашего шоу, в котором мы стараемся разобраться в больших, сложных и интересных темах, задавая большое количество вопросов всевозможным экспертам. Сегодня речь пойдет о микроэлектронике и ее производстве.

Возможно ли создать российский процессор сегодня?

Об этом мы поговорили со старшим разработчиком аналоговых микросхем и автором YouTube-канала House of NHTi Валерием Шунковым, генеральным директором ООО «МАППЕР» — полупроводниковой фабрики по контрактному производству МЭМС приборов — Денисом Шамиряном, а также проектировщиком микросхем с опытом 30 лет работы в Кремниевой Долине Юрием Панчулом.

Содержание

0:00 Вступление

2:19 Что такое IDM, Foundry, Fabless?

4:33 Как работают российские компании?

6:21 Текущее состояние микроэлектроники в России?

8:08 Что мешает наладить производство в России?

8:43 Софт для производства процессоров

10:10 Оборудование для производства процессоров

12:37 Специфика производства

15:45 Станки для фотолитографии

17:48 Сырьё для производства

20:13 Маски, халаты, перчатки

24:14 Оборудование нельзя выключать

27:42 Сколько в мире производств высокого уровня?

28:27 Сколько в России нанометров?

29:02 Мы можем или могли?

32:27 Что произошло с Huawei?

34:13 Зачем вообще нужны свои процессоры?

36:12 Можно ли поставить закладку?

37:36 Китай хочет захватить Тайвань

40:54 Самые продвинутые отечественные компании

41:56 Байкал делает тоже, что делал Apple

42:57 Где используются отечественные процессоры?

43:43 Можем ли мы сделать процессор для смартфона?

44:26 Нужно ли адаптировать софт?

45:56 Перспективные направления

47:30 Преимущества России

50:49 Есть ли у нас инженеры?

51:19 Может ли Байкал выйти на международный рынок?

52:14 Наши инженеры могут блеснуть

54:45 Нужно ли мыслить позитивно?

56:40 Спасибо за просмотр!