Así fabrican AMD y NVIDIA sus mejores tarjetas gráficas para gaming

Así fabrican AMD y NVIDIA sus mejores tarjetas gráficas para gaming

Javier López

En los últimos años, ha sido TSMC la encargada de suministrarle chips de alto rendimiento tanto a NVIDIA como a AMD. Como todos sabemos, los requerimientos de distintos modelos requieren una serie de procesos en cuanto a empaquetados se refiere totalmente distintos entre ellos. Si hablamos de tarjetas gráficas elitistas o profesionales, entonces todo se complica, por lo que TSMC tuvo que diseñar un proceso totalmente nuevo llamado CoWoS, pero ¿en qué consiste?

Las tarjetas gráficas de alto rendimiento, sean profesionales, de servidor o gaming, tienen una particularidad común: necesitan un ancho de banda gigantesco, un consumo lo más bajo posible y una reducción del tamaño de la tarjeta en la gran mayoría de ocasiones.

Lógicamente, esto requiere una estrategia distinta al mercado gaming de consumo, donde estos parámetros no son tan importantes por limitaciones de los motores de los juegos, sistemas operativos y por supuesto, el resto del hardware que las rodea.

TSMC CoWoS: la técnica que rivaliza con Intel Foveros

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Como toda buena técnica, CoWoS ha ido obteniendo de forma interna varias versiones distintas a lo largo del tiempo y los años. A cada versión se le asigna un número, de manera que avanzan tal que así: CoWoS-1, CoWoS-2, CoWoS-3, hasta la más depurada CoWoS-4 donde TSMC se encuentra actualmente y que vio la luz el año pasado.

Su primera versión fue en el año 2012, por lo que la compañía avanza a una media de una versión cada dos años. Pero antes de conocer sus mejoras vayamos con lo básico, ¿qué es CoWoS?

CoWos o Chip-on-Wafer-on-Substrate por sus siglas en inglés, es una técnica que lo que consigue es que un circuito integrado de dos puntos y cinco dimensiones se una a través del silicio y TSV con un interposer para conseguir sistemas de alto rendimiento.

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Es decir, es una técnica de empaquetado de varios chips a nivel de oblea denominada como 2.5D, que incorpora en dicho proceso varias matrices mediante un interposer de silicio, logrando con ello y por pura lógica una mejor densidad y un mayor rendimiento en las interconexiones que se producen.

Enfocado al entorno de las tarjetas gráficas, CoWoS integra la computación lógica, chips de memoria en formato tridimensional y un sustrato con el silicio más innovador (7 nm actualmente) para dar vida tanto a las tarjetas gráficas de NVIDIA (Tesla principalmente), como a las de AMD (Radeon Instinct o Vega 20 por ejemplo).

El futuro pasa por el empaquetamiento 3D

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Actualmente TSMC solo trabaja con el llamado 2.5D IC, el cual ya hemos visto en GPUs como la P100 de NVIDIA o Vega 20, siendo los primeros en la industria que han trabajado con un proceso litográfico a 7 nm, consiguiendo en conjunto varios chiplets junto con varias pilas de memoria HBM2.

Pero la compañía no va a cesar en su empeño por superar a Intel, los cuales integran actualmente un proceso 3D con Foveros, ya que TSMC está trabajando en un paquete 3D llamado So3D, el cual según las últimas informaciones progresa y aumenta en importancia conforme pasan los meses y parece estar cerca de poder completarse.

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Entre tanto y ya para este 2020, TSMC dispondrá para mediados de año de su 5º Gen CoWoS de cara a producir las próximas GPU HPC tanto para IA como para otros mercados, donde se espera que el interposer logre superar los 1700 mm2 de la generación anterior.