En una entrevista concedida al prestigioso periodista tecnologíco japonés Hiroshige Goto por parte de Nvidia en el artículo donde habla de la arquitectura Turing. Se ha revelado que el diseño del chip estuvo pensado para el proceso de «10nm» de Samsung originalmente, el cual tiene una densidad mayor y un consumo menores que el proceso «12FF» de TSMC que han utilizado en los modelos finales de la GPU. Por lo visto tienen planes para el uso de la versión mejorada en densidad y consumo del proceso de «8nm» de Samsung en vez de dar el salto a los «7nm» de TSMC.

¿Que significa esto? Pues las consecuencias de que Apple, Huawey y en menor medida AMD se hayan quedado con toda la producción del proceso N7 de TSMC («7nm») dejando a Nvidia sin las migas. Esto no es algo que haya ocurrido recientemente sino que ocurrio el año pasado ya que los chips de los nuevos productos se suelen empezar a fabricar con un año de adelanto y Nvidia el año pasado ya era conocedora de la situación.

Recordad que Turing nació originalmente como una stop gap solution por la falta de disponibilidad para Nvidia del nodo N7 de TSMC pero hasta hace dos días desconociamos que Nvidia hubiese realizado este tipo de acuerdo con Samsung que realmente es un acuerdo a largo plazo.

Ahora os preguntaréis… ¿Como es posible que AMD haya entrado y Nvidia no? Pues porque AMD tiene el apoyo aún no revelado publicamente de Sony y Microsoft para los SoC de sus consolas aunque realmente la historia de AMD es rara también.

AMD iba a utilizar el proceso 10FX de Global Foundries inicialmente que por la propia fundición fue renombrado a 7nm por marketing pero su densidad es solamente 2X respecto a los 14nm. Pues bien, tanto Vega 20 como Zen 2 se diseñaron para este nodo que al final GF ha enviado a la mierda y si no fuese por la petición de Sony y Microsoft de utilizar el nodo N7 de TSMC ahora AMD estaria jodida. De ahí a que AMD este hablando de un salto de densidad de 2X de entrada en vez de un salto de densidad de 3X.

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En el caso de Nvidia hay que tener en cuenta que tenemos dos diseños de Turing entonces. Uno para TSMC que hemos visto ya en el mercado y el otro para Samsung, siendo el segundo una revisión del primero. Sabemos que la gama GeForce RTX 2060 y 2050 saldran muy pronto el año que viene utilizando el nodo de 10nm de Samsung por lo que se deben estar fabricando ya los TU206 que llevaran dichas tarjetas. Si tenemos en cuenta que el aumento de densidad es de 2X nos podemos esperar un tamaño del chip entre 200-225mm^2 para el chip. También es posible que la serie TU20x la veamos en los chips para ordenadores portátiles pero la que parece que tiene todos los números de tener una fecha de caducidad concreta es la GeForce RTX 2070 que utiliza el chip TU106, teniendo en cuenta que el TU206 es una versión mucho más barata y efectiva del mismo chip pues lo normal es que Nvidia vaya a reemplazar pronto la tarjeta en el mercado y sustituirla por otra.

Ahora bien, Nvidia va a sacara nivel de escritorio y portátiles una serie 3000 utilizando el nodo de 8nm de Samsung utilizando la arquitectura Turing. El nodo de» 8nm» de Samsung es un 18% más denso que su nodo de 10nm. Y es aquí donde viene lo importante, Nvidia no ha lanzado todavia el TU100 que es el chip para computación de alto rendimiento que sustituirá completamente a la GV100/Volta de la Nvidia Tesla. El motivo por el cual Nvidia ha lanzado como tope de gama el chip TU102 y no el TU100 es que este último era era demasiado grande en mm^2 para ser viable en el proceso «12FF» de TSMC por lo que  el TU100 no existe sino el TU200 y estará fabricado bajo el proceso de 8nm de Samsung. Pensad que estamos hablando de un chip mastodóntico que en número de unidades CUDA supera las de la Nvidia Volta que es la GPU de Nvidia con más en estos momentos con unas 5376 unidaddes, dicha GPU incluirá también como todo chip de computación de alto rendimiento una gran cantidad de procesamiento en coma flotante de doble precisión (FP64) pero no será un cambio de arquitectura

De ese chip «TU200» bajo el proceso de 8nm de Samsung derivarán la serie 3000 de Nvidia con una capacidad superior a la actual gama 2000, en concreto los chips TU202 (GeForce 3080 Ti) y TU204 (GeForce 3080 y 3070) respectivamente, en el caso de la gama 3060 será un rebranding con overclock de la gama 2060 que habá aparecido unos meses atrás.  En general no será un cambio de arquitectura realmente sino un Tick-Tock donde se lanza la nueva arquitectura en el viejo nodo y luego se despliega en el nuevo al año siguiente. Pero la cosa no termina ahí porque para el 2020 y utilizando el proceso esta vez si de «7nm» de Samsung veremos al año 2020 el lanzamiento de «Ampere» en forma de las GeForce RTX 4000. Hemos de tener en cuenta además que este proceso no solo va a afectar a las gamas GeForce, Quadro y Tesla de Nvidia sino también a la gama Tegra y sabemos muy bien que el Tegra Orin, aún sin fecha exacta, es lo siguiente que vamos a ver. ¿Su evolución respecto a Xavier? Tener una GPU mucho más compleja al integrar la GPU acompañante de Xavier y el propio Xavier en un solo chip pero para ello hará falta un nodo de fabricación mucho más avanzado pero nos podemos hacer una idea aproximada.

Samsung 10nm and 8nm

El proceso de «8nm» de Samsung es un «18%» más denso que su proceso de 10nm, no llega al nivel de densidad del N7 de TSMC sino que se situa en un intermedio.  La densidad del proceso de 8nm es de unos 64.40 Millones de transistores/mm2 Si tenemos en cuenta los 9000 millones de transistores (9 billones americanos) sabremos la densidad del proceso de «12nm» utilizado por Nvidia para Xavier y Turing.

NVIDIA-Drive-Xavier-SOC

9*10^9/350= 25.72 millones de transistores/mm^2

64.40/25.72= 2.5 X en densidad en los «8nm» FinFet de Samsung respecto a los «12nm» de TSMC.

Lo más seguro es que Orin no supere los 350mm^2 de tamaño que tiene Xavier, pero hemos de saber cual es el margen que tenemos aproximado para incluir la GPU adicional y cual de los diseños de GPU de la gama TUxx0 vamos a ver integrado en Orin. En todo caso creo que el que tiene más números es el TU206 por el hecho de ser el más simple. Pero nos encontramos con un problema y que entonces los números no cuadrarían ya que la potencia de los Tensor Cores de Orin se supone que van a ser de 160 DL TOPS y en el caso de la 2070 es de unos 120 DL TOPS, aunque sinceramente teniendo en cuenta el uso de nodos más avanzados para la TU206 es posible que la veamos correr un 33% más rápida… ¿Pero en un SoC? El caso es que por el aumento de densidad no sería imposible un Tegra con la TU206, eso si… No sería viable para un dispositivo portátil o de bolsillo pero seria un chip muy bueno para una consola de sobremesa de siguiente generación

Eso si, y aquí viene el jarro de agua fria. De ser el Tegra Orin el chip de Erebus no os esperéis algo que compita de tu a tu contra lo que saquen Sony y Microsoft, en teoría Nintendo tendría la consola menos potente de todas en el mercado de las tres si Erebus acaba tomando forma como consola de sobremesa de Nintendo. Pero es una consola que no tendría problemas en ejecutar con soltura todo el catálogo de PS4 y Xbox One si fuese portado a este nuevo sistema y con una calidad mejor que en Xbox One X, dicha consola a la cual hemos llamado Erebus varias veces debería ser capaz de ejecutar los juegos de Switch a mucha mayor resolución y sin problemas. Aunque de esto ya he hablado varias veces ultimamente en el blog y no deja de ser una vulgar especulación por mi parte que no deberíais tomar muy en serio, pero se trata de un escenario posible.

La otra parte de la guerra de los nanometros es AMD. Pese a que recientemente presentaron la Vega 20 dicha GPU lleva años diseñada y se diseño pensando en el fallido proceso de 10nm 7nm de Global Foundries que en su día originalmente tenía que estar licenciado del proceso del mismo nodo de Samsung pero en mitad del desarrollo a Global Foundries se le ocurrió buscar crear su propio nodo y esto provoco un retraso enorme en AMD que se vio completamente paralizada en el desarrollo de Navi, el caso es que como todos sabemos la relación entre AMD y GF no termino bien. El tema esta en que pasar del nodo GF/Samsung de 14nm al nodo de 10nm de Samsung es sumamente fácil desde que uno es una evolución lógica del otro. ¿Entonces como es que Nvidia y AMD se han cambiado los proveedores? Basicamente por el coste de las obleas, Global Foundries con tal de tener un cliente para su proceso de 14nm cuyo cliente casi único ha sido AMD les ofrecio las obleas para la primera generación de los AMD Zen, Polaris y la primera generación de Vega a un precio muy bajo, pero con la contrapartida para AMD al bajo coste fue que no se fueran con Samsung si las cosas se torcían con Global Foundries. ¿Cual ha sido la consecuencia de ello? AMD re-diseñando Navi para moverlo al nodo N7 de TSMC y trasladando tanto los Zen para el proceso 7FX de GF como Vega 20 a N7 durante todo este tiempo que tiene una densidad un 50% superior y he aqui una cosa que muy poca gente desconoce.

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Navi deberia haber aparecido este año bajo el nodo 7FX de Global Foundries pero Navi simplemente ha desaparecido por completo del mapa realmente y las malas lenguas lo situan en el año que viene, realmente no es así dado que el sistema llamado «Next Gen» no aparecerá en el año 2020 sino en el 2019. ¿Que ocurre con Navi? Pues que la Navi GCN con lo ocurrido recientemente ha sido suprimida por completo del mapa de ruta por el hecho que es la GPU «Next Gen» la que va a ser lanzada el año que viene y la que forma parte del SoC de Epsilon/PS5 y de Xbox Scarlet.

Pe… pe… pero Urian… ¿Entonces lo que se filtro hace unos meses sobre PS5?

Fijaos que pone preliminary specs, no definitive specs. Navi-GCN era el equivalente a Volta pero AMD no quiere quedarse más de un año atrás… ;). Los fabricantes de consolas le han pedido que acelere el diseño de los SoC de las siguientes consolas y son los que están detrás de tener un hueco durante un largo tiempo en el nodo N7 de TSMC junto a Huawei y Apple. Es decir, AMD cuanta con el dinero de Sony y Microsoft como respaldo para las obleas tanto de los SoC dedicados como de la gama Radeon del año que viene.

Eso si, los medios hablaran de Navi una buena temporada.