Los chips o circuitos integrados se utilizan en todo tipo de dispositivos y tienen múltiples aplicaciones. Están creados a partir de materiales semiconductores en los que, mediante procesos fotolitográficos, se dibujan los circuitos electrónicos para la aplicación concreta que tenga.
Explicado de forma muy rápida, la fotolitografía empieza por aplicar una capa de material conductor sobre un sustrato que hace de base, al que se le aplica una máscara fotosensible con el circuito final que debe quedar en él. Mediante la aplicación de luz ultravioleta sobre el material fotosensible, se deja fijo el circuito, eliminándose el resto del material.
De esta forma se pueden crear desde pequeños circuitos hasta circuitos nanoscópicos, ya que al reducir la longitud de onda de la luz incidente se va obteniendo mayor resolución en el circuito, haciéndolo cada vez más y más pequeño. Pero debido al proceso complejo de fabricación y a las propiedades del material más utilizado para el sustrato (el silicio), no hay nunca dos chips iguales.
Cribado de chips o binning
Aquí es donde entra en juego el cribado, binning, o clasificación de chips, como lo queráis llamar. Al igual que ocurre con cualquier otro dispositivo o componente electrónico, los chips se someten a diversas pruebas de laboratorio una vez han salido de fábrica para establecer sus propiedades.
La fabricación de los chips se hace mediante obleas de las que salen decenas de chips a la vez. Generalmente sólo un bajo porcentaje de los chips son adecuados para su comercialización, porcentaje que va aumentando a medida que los procesos de fabricación se perfeccionan, los trabajadores adquieren más experiencia en las líneas de fabricación, y otros factores tecnológicos típicos.
En el caso de los procesadores, se introducen en máquinas especiales que pueden probar a la vez decenas o cientos de chips. En ellas se mira su frecuencia base, frecuencia turbo en caso de tenerla, capacidad de la caché, estado de los núcleos y otros datos como el voltaje de funcionamiento o la temperatura que alcanzan, para así caracterizar completamente cada uno de los chips.
En función de estos parámetros se les da un nombre. De una misma oblea puede salir un Core i5-6400 a 2,7 GHz, pero también un Core i5-6600 a 3,3 GHz. Además hay pequeñas variaciones en la frecuencia, por lo que si bien se publicitan como "a 2,7 GHz", en realidad los procesadores comerciales de cualquier tipo tienen una frecuencia que está dentro de un margen de variación establecido. Esos procesadores podrían funcionar por ejemplo a 2,65 o a 2,75 GHz, y de manera menos frecuente a los 2,7 GHz con el que se venden.
El caso de las R9 Fury y R9 Nano
Dentro de los chips Fiji utilizados en la serie de tarjetas gráficas Radeon R9 Fury, Fury X y Nano de AMD, tardó unos meses en llegar la R9 Nano con respecto a las otras dos. Estos chips funcionan con una potencia similar a la R9 Fury, pero tienen un requisito de consumo inferior.
La R9 Fury tiene un consumo de hasta 275 W, mientras que la R9 Nano es hasta 175 W. Se pueden conseguir al realizar un cribado más estricto de los chips producidos de cada oblea, pero que es posible que de cada cien chips (por poner un número) sólo uno sea adecuado para la R9 Nano. Se tienen que dar diversas circunstancias para que un chip Fiji sea apto para la R9 Nano, y es también el motivo por el que suelen ser más caras en comparación.
De igual forma, si en algún punto de la fabricación se daña algún conjunto de núcleos de un procesador, generalmente las compañías lo que hacen es valorar si el chip sigue siendo aprovechable y bloquear el acceso a los núcleos dañados mediante software o inutilizándolos físicamente. Es también el motivo por el que en el caso de la R9 Fury es posible en ciertas situaciones activar los núcleos inutilizados mediante un programa especial, dando un rendimiento más parecido a la R9 Fury X.
Cierta cuestión de suerte
Es también por este motivo de calidades en el proceso de fabricación por el que los procesadores desbloqueados (los publicitados como K por Intel o AMD) no tienen el mismo potencial a la hora de subirles las frecuencias. Al comprar un procesador para overclocking se depende enormemente de la suerte que se tenga, y la suerte determinará si se podrá subir la frecuencia del chip más o menos.
Por tanto, en muchas ocasiones cuando se habla de que un procesador es una versión capada de un chip más potente (ya sea limitada en frecuencia o con alguno de sus núcleos inutilizados), no es para nada algo malo. Se trata de una cuestión de suerte por el proceso de fabricación mediante fotolitografía y del silicio usado en la producción, que no afecta a la calidad del chip.
Ante la llegada de las próximas tarjetas gráficas de AMD y Nvidia, al principio veo más probable que se pongan a la venta los modelos más fáciles de conseguir de las obleas. En general suelen ser los modelos más potentes, porque al fin y al cabo el proceso de fabricación de un chip está orientado a conseguir cierto nivel de potencia mínima del circuito. Capar un chip en un momento dado para que funcione a menor potencia es sencillo, pero que funcione a más potencia es imposible sin mejorar la tecnología o los procesos de fabricación.
Una vez se tiene un buen inventario de chips menos y más potentes, se ponen a la venta las tarjetas gráficas de series inferiores y superiores, y luego los casos especiales como la GTX 950 de 75 W (en vez de los habituales 90 W) o la R9 Nano. Todo mediante el proceso de cribado o binning posterior a producir los chips.
