AMD Ryzen 9 9950X3D revela que solo el 5% de sus 800 µm de silicio alberga los núcleos y la 3D V-Cache 2.0.

Estamos acostumbrados a hablar de procesos de fabricación de unos pocos nanómetros, miles de millones de transistores y enormes cantidades de memoria caché, los cuales mejoran en cada salto litográfico. Ahora bien, pocas veces podemos ver cuánto espacio ocupa realmente toda esta circuitería dentro del silicio de azules, rojos o verdes, hasta que el conocido overclocker alemán Der8auer ha cortado transversalmente un AMD Ryzen 9 9950X3D, revelando que únicamente el 5% de sus 800 µm de silicio contiene los núcleos Zen 5 y la 3D V-Cache 2.0. ¿Dónde se va el 95% restante?

Para realizar el análisis utilizó un Ryzen 9 9950X3D que murió durante una prueba con refrigeración directa. El problema que tuvo Der8auer fue que se le olvidó encender la bomba de agua mientras mantenía el procesador con overclock manual, voltajes modificados y PBO desbloqueado. La combinación de la BIOS también impidió que actuase correctamente la protección térmica, dejando una CPU de casi 700 dólares rota, pero perfecta para comprobar cómo está construida.

El Ryzen 9 9950X3D revela su tecnología: 800 µm de silicio en total

El procesador fue cortado mediante un disco de diamante, pulido durante varias horas con un haz de iones de argón y recubierto con una película conductora de oro y paladio. Solo entonces pudo introducirse en un microscopio electrónico y comparar sus dos CCD Zen 5, que como sabemos, uno es convencional y otro viene equipado con 64 MB adicionales de 3D V-Cache.

Las mediciones muestran un cuerpo de silicio de aproximadamente 789,84 µm, mientras que el conjunto formado por los núcleos y la caché ocupa solamente entre 30 y 40 µm. La región del CCD que contiene los núcleos mide alrededor de 7,33 µm, mientras que el chiplet de SRAM vertical, es decir, la 3D V-Cache 2.0 responsable de los 64 MB adicionales se queda en apenas 5,66 µm.

En el CCD X3D puede verse cómo la caché está colocada debajo del chip de cómputo y conectada mediante uniones directas de cobre con cobre. Esta es precisamente la principal diferencia de la 3D V-Cache 2.0: los núcleos quedan más cerca del IHS y no tienen la caché interpuesta en su camino térmico, permitiendo alcanzar frecuencias más elevadas. Esto ya lo vimos al analizar Zen 4 vs Zen 5 y la tecnología de TSMC con TSV para la versión 1.0 vs 2.0 para este tipo de tecnología de SRAM.

También aparece una grieta de aproximadamente 400 nanómetros

¿Y por qué conservar casi 800 µm si la circuitería ocupa una fracción tan pequeña? Porque este silicio actúa como soporte estructural. Su grosor prácticamente coincide con los aproximadamente 775 µm habituales en una oblea de 300 mm. Adelgazarlo implicaría rectificarlo, pulirlo y manipular un CCD mucho más frágil, aumentando los riesgos de rotura, deformación y pérdida de chips válidos.

El microscopio reveló una grieta o delaminación interna de unos 400 nanómetros, situada entre la cuarta y sexta capa metálica. Curiosamente, aparece en ambos CCD a una altura similar. De hecho, Der8auer no cree que esta sea necesariamente la causa de la muerte del procesador. Al encontrarse en los dos chiplets, considera más probable que surgiera durante el corte con el disco de diamante.

En cualquier caso, el experimento permite contemplar con un nivel de detalle extraordinario cómo 64 MB de caché del Ryzen 9 9950X3D pueden concentrarse en una capa de silicio de apenas 5,66 µm. ¿Qué nos traerán AMD y TSMC con su versión 3.0? ¿Llegarán con Zen 6 o ya con Zen 7? Ya vimos que hay tres patentes con diseños distintos, parece que enfocados a productos dispares, posiblemente portátiles, consolas y PC gaming.