TSMC mete miedo a Intel: así será su nodo N4X para las CPU EPYC de AMD

Los diferentes procesos de fabricación de chips no vienen en una sola versión, sino en diferentes sabores según las necesidades de consumo energético, densidad y rendimiento que requiere cada uno de los diferentes mercados. De la misma manera que diseñar chips para móviles no sigue las mismas normas que hacerlo para el mercado de PC Gaming. Sin embargo, esta vez os traemos nueva información sobre N4X, el proceso desarrollado por TSMC basado en su nodo de "4 nm" y optimizado para procesadores de alto rendimiento.

El nodo N4 de TSMC, y sus variantes, son una versión mejorada de N5 o el nodo de 5 nm, el cual permite portar muchos diseños realizados para el nodo de 5 nm. Si bien está pensado para computación de alto rendimiento o HPC, el interés viene por el hecho que AMD podría desplegar sin problemas una versión mejorada de sus arquitecturas Zen 4 y RDNA 3, Apple podría sacar un futuro M3 Pro o M3 Max bajo dicho nodo y NVIDIA lanzar una versión mejorada de sus actuales arquitecturas gráficas Hopper y Lovelace.

TSMC da nuevos detalles sobre su nuevo nodo N4X

Uno de los mayores problemas que existen de cara al diseño de nuevos chips, es que si bien el coste por transistor baja con cada nuevo nodo de fabricación, el coste por área no lo hace. Lo habitual en los nodos pensados en rendimiento y no en consumo es que estos tengan una densidad más bien baja que les permita alcanzar grandes velocidades, mientras que los que están pensados para crear chips de bajo consumo se basan más bien en permitir una gran cantidad de transistores por área y no dependen tanto de altas velocidades de reloj.

Pues bien, el nodo N4X es una evolución del nodo N4P, pensado para chips de alto rendimiento, pero que se ven limitados en área y, por tanto, requieren una mayor densidad. Para ello utiliza un nuevo tipo de transistor que mejora en tres áreas claves:

• La gente de TSMC ha refinado los transistores con tal de mejorar la velocidad que pueden alcanzar, así como los canales de conducción.
• Se han incorporado unos nuevos condensadores del tipo metal-aislante-metal (MiM) de alta densidad. Los cuales aumentan la fiabilidad de la alimentación energética cuando hay cargas de trabajo elevadas. Es decir, bajo altas velocidades de reloj.
• También se han hecho modificaciones que permiten suministrar más energía a cada uno de los transistores.

Se dará más prioridad a la velocidad que al consumo

Estos cambios le han permitido a la fundición ofrecer nuevos tipos de transistores distintos bajo el nodo N4X. En primer lugar, los llamados ulVT para aplicaciones que requieren voltajes muy bajos y, por el otro, los eLVT. Los primeros ofrecen reducciones al consumo del 21 %, mientras que los segundos pueden aumentar la velocidad de reloj respecto el nodo N4P del 6 %. En cuanto al resto de elementos de diseño como las interfaces de E/S, la SRAM y demás no sufren cambios respecto al nodo actual.

Sin embargo, no creemos que en el mercado de computación de alto rendimiento vayamos a ver diseños orientados a ahorrar consumo energético, aunque dado que últimamente a TSMC le da por llamar HPC también a los chips para móviles de gama alta, pues bien podría ser que algún chip de Qualcomm o de Apple para terminales Android o iPhone terminen usando este nodo de fabricación, pero lo que es en el mercado de PC podría ser la base para nuevos chips que veremos el año que viene, entre ellos potenciales nuevas versione de AMD EPYC.