Los fabricantes de chips desarrollan de manera continua nuevos y más avanzados nodos de fabricación, los cuales les permiten construir chips más pequeños, más capaces, que consumen menos y que son más rápidos que sus antecesores. En medio de esta carrera espacial hay varios participantes donde los más conocidos por el volumen de mercado que abarcan son TSMC e Intel, pero, no nos podemos olvidar de Samsung, cuyo nodo de 5 nm para procesadores de bajo consumo, el 5LPE, acaba de entrar en producción a gran escala.
Con los nodos de 7 nm ya asentados en el mercado y con los primeros SoCs a 5 nm fabricados por TSMC ya en productos en el mercado, está claro que las otras fundiciones de chips no iban a quedarse atrás. Mientras que Intel utiliza sus fábricas para sus propios chips en exclusiva, Samsung licencia parte de su producción de obleas para la producción de chips de terceros, tal y como hemos podido ver con las NVIDIA RTX 3000.
Pero el mercado principal de Samsung durante años ha sido el de los chips para dispositivos PostPC donde ha tenido una guerra directa y de tú a tú con TSMC, y es en dicho mercado el que compite el nuevo nodo de 5 nm de Samsung.
5LPE, el proceso de Samsung a 5 nm para bajo consumo
El proceso de Samsung bautizado como 5LPE (5 nm low power early) es una versión avanzada de su nodo 7LPP (7 nm low power performance) que se lleva utilizando desde hace un año.
Esto significa que los diseños que utilicen el nodo 7LPP podrán ser fácilmente portados a 5LPE. Lo cual es ideal para el modelo Tick-Tock, en el cual primero se lanza un procesador a un nodo de fabricación ya consolidado, para luego trasladarlo a un nodo más avanzado para obtener una versión más barata, con menor consumo y rendimiento de dicho procesador.
Especificaciones del nodo 5LPE de Samsung
El nodo 5LPE mejora el uso de las herramientas de litografía EUV en comparación con los 7LPP, lo que supone incrementos de:
- Un 10% en velocidad de reloj bajo el mismo consumo y la misma complejidad, es decir, portando un chip de forma directa de 7LPP a 5LPE.
- Un 20% en reducción de consumo energético, por tanto, portando el mismo chip de 7LPP a 5LPE manteniendo las velocidades de reloj.
- Una reducción en un 25% del área del chip cuando un chip es portado de 7 LPP a 5 LPE.
Los primeros chips fabricados con el nodo 5LPE están siendo producidos en Hwaseong, Corea del Sur. Más tarde, Samsung pretende utilizar su fábrica en Pyeongtaek, Corea del Sur, donde la producción empezará en la segunda mitad de 2021.
Un proceso para fabricar SoCs de dispositivos PostPC
Debido a que el nodo 5LPE está diseñado para dispositivos de bajo consumo, este no va a poder ser utilizado para fabricar chips de alta potencia como puede ser una CPUs de escritorio o una GPU , sino que es un nodo pensado para la fabricación de SoCs para teléfonos inteligentes, tabletas y el resto de «smart» cosas que utilizan este tipo de procesadores.
Por lo que todo apunta a que los primeros procesadores en utilizar el 5LPE van a ser los Exynos de la propia Samsung, los cuales se verán acompañados de los nuevos Snapdragon de Qualcomm.
En cuanto a los chips de alto rendimiento, se ha de tener en cuenta que actual nodo para ese tipo de chips es el 7HPC, del que 5LPE no es un derivado, por lo que aún tendremos que esperar un poco para ver siendo producido en masa un chip de alto rendimiento a 5 nm, como lo es una GPU para gaming, desde Samsung.
Con el nodo a 5 nm Samsung se coloca por delante de Intel
Las fábricas de Samsung empezaron la producción de prueba de los primeros chips fabricados con el nodo 5LPE durante el tercer trimestre de este año. En cambio TSMC empezó la producción a gran escala de su nodo de 5 nm durante el segundo trimestre de este año, lo que les concedido elcontrato para la fabricación de los chips Apple A14 y A14X dentro del iPhone 12 y el nuevo iPad de Apple, los cuales ya se encuentran disponibles en las tiendas.
Por lo que Samsung esta varios meses por detrás de TSMC, pero esta por delante de Intel. Y pese a que los nanómetros son engañosos y se han convertido en una herramienta de marketing, la realidad es que Intel no tiene un equivalente a los nodos de «5 nm» de TSMC y Samsung en estos momentos, por lo que en la carrera tecnológica Samsung se ha convertido en la segunda en discordia adelantando a Intel en el actual tramo de la carrera tecnológica.
