Zen 3 dará el salto al proceso de 5 nm+, pero llegará en 2021

La presentación de Zen 3, la arquitectura de AMD que sucederá a Zen 2, estaba previsto para finales de este mismo año. Dicha arquitectura iba a utilizar el proceso de fabricación de 7 nm de TSMC, y contaría con mejoras a nivel de rendimiento y de eficiencia que permitirían un aumento considerable del IPC (hasta un 20% frente a Zen 2) y una reducción significativa del consumo.

Todo lo que habíamos ido viendo hasta ahora era verdaderamente prometedor, y colocaba a Zen 3 como una arquitectura que contará con todo lo necesario para asestar un duro golpe a Intel. Ahora, gracias a una reciente filtración de la prolífica y conocida DigiTimes, se comenta que AMD ha preferido retrasar ligeramente la presentación de Zen 3 para dar el salto al proceso de fabricación de 5 nm+ de TSMC.

Si esto se confirma se producirá un salto muy importante, tanto que la mejora que términos de IPC podría ser aún mayor de lo que imaginábamos, y los avances en eficiencia tampoco se quedarían atrás. Como sabrán muchos de nuestros lectores no podemos comparar directamente los procesos de fabricación que utilizan TSMC e Intel, pero no hay duda de que si AMD logra lanzar Zen 3 en proceso de 5 nm+ el gigante de Santa Clara estará en serios problemas.

Zen 3 en 5 nm+: ¿por qué sería golpe muy duro para Intel?

Todos sabemos la situación que  vive Intel desde hace un par de años. El gigante del chip sigue siendo el número uno en el mundo de los procesadores x86, y también es uno de los fabricantes de semiconductores más importantes del mundo, pero se encuentra atascado en el proceso de 14 nm desde hace demasiado tiempo.

Hasta la llegada de Kaby Lake en Intel habían podido mantener una estrategia llamada «tick-tock», centrada en el cambio de arquitectura en un año, con incremento del IPC, y la reducción de proceso de fabricación en otro año, sin aumento del IPC. Esto se truncó en 2017, una fecha en la que Intel debería haber transicionado al proceso de 10 nm. No fue posible, y tuvieron que reciclar el proceso de 14 nm utilizado en Skylake.

Esta situación se ha mantenido hasta nuestros días, ya que la recién estrenada familia de procesadores Intel Comet Lake-S utilizan el proceso de 14 nm++, el mismo que hemos visto en Coffee Lake y Coffee Lake Refresh. No trae mejoras a nivel de IPC, y tampoco a nivel de eficiencia, de hecho esa generación ha alcanzado el límite del silicio en 14 nm, y confirma lo que es un secreto a voces, que Intel tiene que adoptar ya, de forma general, el proceso de 10 nm.

AMD utiliza una arquitectura diferente a la de Intel, un tema que ya tuvimos la ocasión de tratar cuando hablamos de qué es el procesador y qué elementos lo forman. La primera utiliza un diseño módulo multichip que facilita la creación de procesadores con muchos núcleos, a costar de utilizar varios encapsulados pequeños para crear un «procesador grande». Por contra, Intel mantiene un diseño de núcleo monolítico que integra todos los elementos en una única pastilla de silicio, y en un único encapsulado.

La decisión que tomó AMD de virar hacia un diseño MCM (módulo multichip) con Zen fue todo un acierto, ya que a pesar de sus limitaciones en términos de frecuencia de trabajo, le ha permitido alcanzar a Intel en IPC, y ha conseguido superarla en rendimiento multihilo, valor coste-rendimiento y eficiencia. Los procesadores Zen 2 están fabricados bajo un diseño mucho más sencillo que el diseño de los Core serie 10 y utilizan el proceso de 7 nm en lugar del proceso de 14 nm.

Por la cuestión que hemos expuesto no se pueden comparar directamente, pero es un hecho que su eficiencia es muy superior a la de los equivalentes de Intel, que tienen un funcionamiento más fresco, y que ofrecen un valor más sólido. Si AMD lanza la arquitectura Zen 3 en proceso de 5 nm+ a principios de 2021 será un duro golpe para Intel porque la compañía no tendrá nada a lo que agarrarse, nada con lo que competir con AMD.

A finales de este año se espera el lanzamiento de Rocket Lake-S, una generación de procesadores de consumo general de alto rendimiento que vendrá fabricada en proceso de 14 nm+++, y que contará con un máximo de 8 núcleos y 16 hilos. Para mejorar el IPC utilizarán una adaptación de los núcleos Willow Cove, presentes en Tiger Lake (10 nm++), mientras que AMD tendrá en el mercado procesadores en 5 nm+ con configuraciones de 16 núcleos y 32 hilos que podrían ofrecer, además, un mayor IPC y una mayor eficiencia.

¿Cuándo completará Intel la transición a los 10 nm?

Es la pregunta que todos nos hacemos, y por desgracia no tiene respuesta, al menos de momento. El gigante del chip ha dicho en varias ocasiones que iba a completar la transición en diferentes años, y ninguna de esas fechas se ha cumplido.

Ahora mismo lo único que Intel tiene en el mercado en proceso de 10 nm+ son los procesadores Ice Lake serie U y serie Y, variantes de bajo consumo con un máximo de cuatro núcleos y ocho hilos que, además, están teniendo una distribución muy limitada, y que no marcan una diferencia importante en rendimiento.

El próximo salto será Tiger Lake, una generación que vendrá fabricada en 10 nm++, pero que no competirá directamente con Zen 3, ya que será utilizada para crear procesadores de bajo consumo para portátiles y dispositivos convertibles. Tendrán hasta cuatro núcleos y ocho hilos.

Siguiendo los datos que nos han dejado las últimas filtraciones todo parece indicar que tendremos que esperar a la llegada de Alder Lake de Intel, entre 2021 y 2022, para que se complete esa transición. Estos procesadores tendrán una configuración big.LITTLE, es decir, montarán núcleos de alto rendimiento y núcleos de alta eficiencia, el mismo enfoque que llevamos años viendo en el sector móvil.

Está claro que Intel no ha podido alcanzar una buena tasa de éxito por oblea con el proceso de 10 nm en chips con un diseño monolítico y configurados con más de cuatro núcleos físicos, es la única explicación razonable que podemos sacar de todo lo que ha pasado en los últimos tres años.

DigiTimes Report on 2020.05.28: pic.twitter.com/50vuxqUrAi

— RetiredEngineer® (@chiakokhua) May 28, 2020