¿Qué es el Chip Binning?

Rubén Castro, 23 enero 2024

Comienzan los Días Naranjas en PcComponentes. Hay un montón de artículos con descuentos irrepetibles!!!

Ver mejores ofertas

La fabricación de chips

Todos los chips, ya sea una CPU, una GPU o una DRAM, se fabrican en discos de silicio ultrapuro, recubiertos de capas de metales, aislantes y materiales semiconductores. Como puedes imaginar todo el proceso es enormemente complejo y las plantas de fabricación necesarias para construir los últimos chips en enormes volúmenes cuestan miles de millones de dólares. Estos discos se conocen como obleas (wafers) y empresas como Intel, GlobalFoundries y TSMC fabrican millones de ellos cada año.

Su fabricación cuesta miles de dólares y todo el proceso, desde el lingote de silicio hasta el producto, dura meses. Cada chip (también conocido como troquel) que puede extraerse del disco y venderse es vital para recuperar el dinero invertido en fabricarlos.

Como la oblea es redonda, los chips del borde no están completos y se desecha entre el 5 y el 25% de la oblea (la cantidad depende mucho del tamaño del chip).

Para que todo esté lo más cerca posible de la perfección, las áreas de fabricación están presurizadas para mantener alejadas de las salas las bacterias y las partículas de polvo del aire. Los trabajadores llevan equipos de protección para que entren en la maquinaria la menor cantidad posible de células de su piel y pelos.

Por mucho que lo intenten, los fabricantes no pueden conseguir el proceso de fabricación sea perfecto… En el mundo nanométrico, el comportamiento cuántico se hace mucho más perceptible y la aleatoriedad, el ruido y otros fallos hacen que los chips fabricados tengan diferentes propiedades. No todos los defectos son graves, puede que sólo provoquen que una sección concreta del chip se caliente más de lo debido.

Por tanto, al fabricar los chips tendremos algunos que funcionan exactamente como estaban diseñados, pero habrá otros que funcionen peor o, incluso, mejor.

Algunos chips pueden necesitar un voltaje más alto para ser totalmente estables, las entrañas de otros chips pueden producir demasiado calor y es probable que algunos simplemente no alcancen los estándares requeridos y punto.

El resultado final de todo esto es que la producción útil de una oblea, llamada rendimiento, genera una gama de troqueles que se pueden clasificar en función de sus partes funcionales, frecuencias de reloj estables, voltaje requerido y producción de calor. ¿Cómo se denomina este procedimiento de clasificación? Chip binning.

Qué es el chip binning

Como la fabricación de circuitos de silicio no es perfecta, los fabricantes se encuentran que hay algunos chips que funcionan mejor que otros. Y el chip binning es la separación de los chips de silicio de diferente calidad en grupos separados (bins).

Además, el diseño y fabricación ya está pensado para esto y el chip binning es una manera de vender todo el silicio posible al precio mayor posible.

Por ejemplo, fabricamos una oblea de procesadores i9-10900K. Al probar los diferentes chips, se descubre uno tiene tiene un par de defectos graves y dos de los núcleos y la GPU no funcionan correctamente. En vez de tirar el chip completo a la basura lo que sea hace es desactivar las secciones averiadas y vender el chip como un Core i7-10700, concretamente un modelo F.

Por eso el chip binning mejora enormemente el rendimiento de una oblea porque permite utilizar y vender más chips.

Además de eso, también hay que probar la velocidad de reloj, la potencia y la estabilidad. Si el chip alcanza los objetivos requeridos, seguirá siendo un i7, pero si no puede alcanzarlos, se desactivarán otros dos núcleos y se utilizará el chip para un modelo Core i5.

También es cierto que hay veces que la demanda es muy grande por parte de los usuarios, los fabricantes pueden utilizar desconectar secciones de chip perfectamente funcionales para garantizar la entrega de los chips con más demanda. Por ejemplo, podemos comprar un procesador que tiene 2 núcleos que funcionan correctamente, pero están desactivados porque era la manera más rápida de cubrir la demanda.

Resumen

La fabricación de chips no es perfecta. Todos los chips utilizados en su PC (por ejemplo, la CPU o la GPU), en su teléfono o en su coche pasan por un proceso de selección. Esto se debe a que, una vez fabricados, algunos chips funcionan mejor que otros.

Todos los fabricantes de chips, como Intel, AMD y Nvidia, incorporan un proceso de selección en el que los chips de mayor rendimiento se designan para venderse como modelos más caros (que ofrecen velocidades de reloj más altas, más núcleos, etc.) y las piezas menos perfectas, pero que siguen siendo silicio totalmente utilizable, pueden venderse como procesadores de menor rendimiento con núcleos desactivados o velocidades más bajas.

Si un chip no puede funcionar a 2 GHz, se vende como un chip que funciona a 1,5 GHz. O si una CPU presenta defectos en la parte de gráficos integrados, se vende como una CPU sin gráficos integrados.

Y el chip binning es ese proceso de la fase de la fabricación de todos los microprocesadores y chips DRAM en la que se produce esta separación. Aunque el binning de chips está pensado para beneficiar a los fabricantes, si hay demasiada demanda de un determinado modelo, puede que tengas suerte y te encuentres con un chip muy potente que se ha vendido como una pieza más barata.

Rubén Castro

Redactor

Apasionado de explorar y diseccionar lo último en tecnología. Tengo mucha experiencia en el mundo de los ordenadores y el gaming, aunque también me gustan todos los tipos de gadgets.

Consentimiento