Los Zen 4 llegarán a finales de 2021 fabricados en 5nm con mejoras en rendimiento y consumo

Rubén Castro, 17 abril 2020

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AMD espera lanzar las CPU de Ryzen y EPYC basadas en Zen 4 en 2021 y, según parece, estarán fabricadas en 5nm gracias TSMC.

AMD y TSMC llevan trabajando juntos desde hace mucho tiempo y el buen hacer ha hecho que las dos compañías tengan una larga relación que se prolongará hasta la llegada de la 4 generación de los procesadores Ryzen. Gracias a eso, las CPU de AMD Zen 4 Ryzen 5000 (sobremesa) y EPYC Genoa (servidores) serán fabricadas con el exclusivo proceso TSMC Enhanced 5nm o N5P.

Ventajas de los 5nm

TSMC 7nm (N7P)

  • +7% mejor rendimiento a la misma potencia que el N7
  • 10% de ahorro de energía con el mismo rendimiento frente al N7

TSMC 7nm (N7+)

  • +10% mejor rendimiento a la misma potencia que el N7
  • 15% de ahorro de energía con el mismo rendimiento frente al N7

TSMC 5nm (N5)

  • +15% mejor rendimiento a la misma potencia que el N7
  • 30% de ahorro de energía con el mismo rendimiento frente al N7

TSMC 5nm (N5P)

  • +7% mejor rendimiento a la misma potencia que el N5
  • 15% de ahorro de energía con el mismo rendimiento en comparación con el N5

Como podemos ver, basándonos solo en el proceso de fabricación, se espera un importante salto en rendimiento y en eficiencia de los procesadores Zen 4, sin contar con las posibles mejoras en la arquitectura.

Fechas y detalles del roadmap de AMD

AMD se centrará primero en su línea de servidores EPYC Genoa antes de pasar a los procesadores de escritorio de la serie Ryzen 5000.

Ambos son mercados cruciales, pero con Intel preparando su línea de Sapphire Rapids de 10nm++ para 2021, AMD quiere comerle mercado en el mundo de servidores gracias a los 5nm.

Los procesadores AMD EPYC Genoa, basados en la arquitectura Zen 4, eran un misterio hasta que AMD los reveló oficialmente en su última hoja de ruta durante la presentación de lanzamiento en Roma. Los EPYC Genoa serán compatibles con la nueva plataforma SP5 que trae un nuevo zócalo compatible con SP3.

Los procesadores del EPYC Genoa también serían compatibles con la nueva memoria DDR5. Como DDR5 viene con Zen 4, es posible que las líneas Ryzen y Threadripper de AMD también tengan soporte para la nueva interfaz de memoria. También se cree que se introducirá el nuevo protocolo PCIe 5.0 que duplicaría el ancho de banda del PCIe 4.0, ofreciendo velocidades de enlace de 128 Gbps a través de una interfaz x16.

EPYC Genoa:

  • Núcleos de arquitectura Zen 4 fabricados a 5nm
  • Plataforma SP5 con nuevo socket
  • Soporte de PCIe 5.0
  • Soporte de memoria DDR5
  • Lanzamiento en 2021

En cuanto a la línea de ordenadores de sobremesa, cuando AMD pasó a TSMC desde GloFo, se vio un enorme aumento en la eficiencia y ganancias de rendimiento. Con el Zen 4 basado en un nodo de 5nm mejorado, podemos esperar mayores ganancias considerando que será un gran cambio de nodo (de 7nm de primera generación a 5nm mejorado) en lugar del Zen 3 que podría usar una variante de 7nm mejorada.

Podemos esperar que la producción de los 5nm comience a principios o mediados de 2021.

Como curiosidad, las CPU Genoa se utilizarán para construir el superordenador El Capitán, que se espera que alcance más de 2 exaFLOPS de potencia de cálculo cuando entre en funcionamiento en 2023.

Lucha por los 5nm de TSMC

Anteriormente, se rumoreaba que Apple y Huawei podrían haber optado a utilizar la litografía de 5nm de TSMC, pero Huawei se alió con SMIC.

El resultado es que tanto Apple como AMD serán los clientes principales del proceso de 5nm de TSMC cuya versión avanzada del proceso tendría ventajas sobre los nodos de 5nm de la competencia.

La eliminación de Huawei de la ecuación de 5nm podría ser una buena noticia para Apple y AMD. Actualmente, el nodo de 7nm de TSMC tiene una gran demanda y apenas dan abasto a cumplirla.

Apple ha solicitado a TSMC que añada hasta 10.000 unidades de capacidad de producción para el cuarto trimestre de 2020, mientras que el requisito de capacidad de AMD no es inferior a 20.000 obleas de 12 pulgadas por mes.

AMD confiará en la 7nm de TSMC para sus CPU Ryzen 4000 y EPYC Milán basadas en Zen 3, mientras que NVIDIA espera fabricar su GPU Ampere de clase HPC en el nodo avanzado de 7nm (N7P). Pero al igual que N7P, que es una versión avanzada del nodo N7, el nodo mejorado de 5nm podría terminar siendo el nodo N5P, al que se hace referencia como una versión más optimizada capaz de ofrecer un 7% más de rendimiento a la misma potencia o un 15% de reducción de potencia a la misma potencia. Aunque todavía se desconocen los detalles exactos del nodo de proceso de 5nm mejorado.

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