План представляет собой «дорожную карту» с изложением приоритетов для дальнейшего развития в этой сфере. Документ описывает возможности полупроводников в предстоящем десятилетии и определяет проблемы, которые необходимо преодолеть для реализации этого видения.
Далее приведены некоторые выдержки из документа:
Вызов
Инновации в области полупроводниковых технологий необходимы для развития информационно- коммуникационные технологий (ИКТ), имеющих решающее значение для нашего экономического роста и национальной безопасности. Для управления экспоненциальным объемом данных, подлежащих перемещению, хранению, вычислению, защите и преобразованию в информацию конечного пользователя, потребуются достижения в области полупроводниковой технологии. По мере того, как вычислительные системы переходят в область ИИ (искусственный интеллект), с познанием и рассуждением, базовая производительность оборудования сталкивается с ограничениями в фундаментальных физических пределах. Возможности ИКТ будущего просто недостижимы при использовании современных аппаратных технологий. Кризис налицо, и нынешняя парадигма должна измениться, чтобы создать новые ценностные предложения с полупроводниковыми технологиями в качестве ключевой движущей силы.
Призыв к действию
Мы на пороге следующей промышленной революции. Поддержание и укрепление лидерства США в сфере ИКТ в эту новую эру полупроводников требует троекратного федерального финансирования в течение предстоящего десятилетия — дополнительных инвестиций в размере $3,4B в год для крупномасштабных отраслевых исследований полупроводников. Необходимо наладить новые партнерские отношения между государственным и частным секторами для охвата широкой ширины взаимосвязанных технических областей и многопрофильных групп. Для поддержки важнейших технологических разработок необходимы организованные и скоординированные инвестиции с ориентированными на рынок целями.
Пять направлений, которые определят будущее полупроводников и ИКТ
- Управление потоком аналоговых данных (The Analog Data Deluge)
Фундаментальные прорывы в аналоговом оборудовании необходимы для создания более интеллектуальных интерфейсов «мир-машина», которые могут воспринимать, воспринимать и рассуждать.
Ежегодная инвестиционная потребность: 600 млн. долл. США в течение всего этого десятилетия, чтобы продолжить сжатие/уменьшение аналоговой информации с практическим коэффициентом сжатия/уменьшения 105:1 для практического использования информации, более аналогичной человеческому мозгу.
- Рост требований к памяти и месту хранения (The Growth of Memory and Storage Demands)
Рост потребностей в объеме памяти будет расти опережающими темпами, предоставляя возможности для создания радикально новых решений в области памяти и места хранения.
Ежегодная инвестиционная потребность: 750 млн. долл. США в течение всего этого десятилетия для разработки новых форматов памяти и улучшением энергоэффективности для каждого уровня иерархии памяти.
- Емкость коммуникаций в сравнении с генерацией данных (Communication Capacity vs. Data Generation)
Всегда доступная связь требует новых направлений исследований, которые направлены на устранение дисбаланса между пропускной способностью связи и скоростями генерации данных.
Ежегодная инвестиционная потребность: 700 млн. долл. США в течение всего десятилетия для связи, обеспечивающей перемещение данных в 100-1000 зеттабайт/год при пиковой скорости 1Тб/с @ < 0.1nJ/bit. Разработка интеллектуальных и гибких сетей, эффективно использующих полосу пропускания для максимального увеличения пропускной способности сети.
- Проблемы безопасности ИКТ (ICT Security Challenges)
Прорывы в исследованиях оборудования необходимы для решения возникающих проблем безопасности в сильно взаимосвязанных системах и ИИ.
Ежегодная потребность в инвестициях: 600 млн. долл. США в течение всего этого десятилетия на аппаратные достижения в области частной жизни и безопасности, которые поддерживают темп с новыми технологическими угрозами и сценариями использования (например, надежные системы ИИ, безопасные аппаратные платформы и новые постквантовые и распределенные криптографические алгоритмы).
- Необходимая энергия VS мировое производство энергии (Compute Energy vs. Global Energy Production)
Постоянно растущий спрос на электроэнергию в сравнении с мировым производством энергии создает новые риски, а новые компьютерные парадигмы открывают возможности для значительного повышения энергоэффективности.
Ежегодная потребность в инвестициях: 750 млн. долл. США в течение всего десятилетия, чтобы обнаружить компьютерные парадигмы/архитектуры с радикально новой вычислительной траекторией, демонстрирующей повышение энергоэффективности более чем в 1 000 000 раз.
Скачать документ на английском языке
