Un desmontaje de Panther Lake revela que el 18A de Intel iguala en densidad al N3E de TSMC

Imagen: generada con IA

SemiAnalysis ha desmontado Panther Lake y ha medido con sus propios cortes el nodo 18A de Intel. El resultado, publicado el 26 de septiembre: la lógica de cómputo en 18A tiene una densidad similar a la lógica de GPU que TSMC fabrica en N3E, aunque no supera en densidad máxima a N3P ni a N2 de TSMC, ni a Samsung SF2. Importa porque es el nodo con el que Intel quiere volver a fabricar de forma competitiva.

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Un desmontaje hasta el transistor

El laboratorio STEEL de la firma ha cortado el chip para medir la altura de celda, el paso de puerta, la geometría del metal y las dimensiones de las láminas de los transistores. Panther Lake estrena dos cambios gordos a la vez: la primera implementación comercial de alimentación por la cara trasera, que Intel llama PowerVia, y sus primeros transistores de puerta envolvente, los RibbonFET.

PowerVia saca la red de alimentación del cableado frontal, el mismo que usan las señales, y la lleva por detrás de los transistores, así que los cables de corriente ya no compiten por espacio con los de señal. RibbonFET sustituye las aletas verticales de FinFET por cuatro láminas de silicio horizontales apiladas, con la puerta rodeando el canal por todos sus lados.

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A la par de N3E, pero sin superar a N3P, N2 ni SF2

La densidad lógica es, dicho en llano, cuánta lógica cabe en cada milímetro cuadrado de silicio. Para medirla, SemiAnalysis usa el modelo de Bohr, que combina dos celdas representativas, una puerta NAND2 de cuatro transistores y un biestable de escaneo de 32, y pondera sus densidades 60:40. Con ese modelo, la lógica de cómputo en 18A y la lógica de GPU en N3E salen con una densidad similar, y la de 18A es un 18,6% más densa que la de la GPU en Intel 3.

El techo, en cambio, no es suyo: 18A no supera a TSMC N3P, a N2 ni a Samsung SF2 en densidad máxima. Y la firma avisa de que la densidad del chip completo depende también de la mezcla de celdas y de su colocación.

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Cinco pistas frente a siete

Las celdas estándar son los ladrillos con los que se construye la lógica, y su altura se mide en pistas: las líneas de cableado de la primera capa de metal que caben en ella. Las dimensiones de las celdas de 18A apuntan a una biblioteca de cinco pistas, mientras que las de N3E e Intel 3 delatan una de siete. El paso de puerta, que es la distancia entre las puertas de dos transistores vecinos, es casi idéntico en los tres casos, así que es la altura de celda la que explica la mayor parte de la diferencia.

La clave, explica SemiAnalysis, es PowerVia: al sacar los raíles de alimentación de las pistas de señal, 18A puede combinar una celda compacta con cables más anchos en esa primera capa. En el núcleo P, cada línea de esa capa tiene 2,63 veces la sección de metal de una del motor vectorial de N3E, y 1,84 veces si se ajusta por la separación entre líneas. Más metal significa menos resistencia, aunque los cables más altos y anchos también suman capacitancia. Y ojo: lo que un bloque real aprovecha de esa densidad depende de lo fácil que sea conectar y enrutar sus celdas.

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Qué teselas lleva y dónde se fabrica cada una

Panther Lake monta una tesela de cómputo, una de GPU y una de entrada/salida sobre una base pasiva de silicio, unidas con el empaquetado Foveros-S de Intel. Las dos variantes de la tesela de cómputo usan Intel 18A. La GPU Xe3 tiene dos opciones: GT1, con 4 núcleos en Intel 3, y GT2, más grande, con 12 núcleos en TSMC N3E. Las dos variantes de entrada/salida se fabrican en TSMC N6.

En la GPU, la diferencia entre nodos salta a la vista: un núcleo Xe de GT1 ocupa en torno a un 55% más que uno de GT2.

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Qué significa para tu portátil y para Intel

Para quien compre un portátil con Panther Lake, el desmontaje describe los núcleos de CPU como una actualización incremental. El núcleo P Cougar Cove ocupa casi lo mismo que el núcleo P de Lunar Lake pese a subir la caché L2 de 2,5 a 3 MiB, y lo acompaña de las mejoras de eficiencia que anuncia Intel: RibbonFET reduce las fugas de corriente y PowerVia, las caídas de tensión. Tener el controlador de memoria junto a la CPU ahorra energía y latencia. La GPU de gama alta, eso sí, sigue saliendo de TSMC N3E.

En la carrera contra TSMC, el balance es de doble filo: para SemiAnalysis, Panther Lake es «un hito de fabricación considerable» y la hoja de ruta de Intel ha vuelto, pero la compañía no ocupa el liderazgo en proceso que tenía antes de los 10 nm. Los autores añaden que mantener una ventaja competitiva dependerá del rendimiento del producto, del coste, de la tasa de chips válidos y de la siguiente implementación.

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Escrito por Eloy Andrade