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Puede que el término "lotería del silicio" te sea o no familiar, pero todos participamos indirectamente en ella cada vez que adquirimos un componente, equipo o aparato que incluya algún chip en su interior, y todos podemos potencialmente ganar o perder en este juego de azar involuntario. Por esta razón, y porque puede que a muchos usuarios les sea ajeno el término, hoy hablaremos en qué consiste esta extraña lotería que afecta indirectamente a jugadores de todas las plataformas y equipos.

Todo comienza con la fabricación del propio chip

Lo que llamamos lotería del silicio es el término con el que justificamos que dos componentes idénticos rindan de forma diferente entre sí bajo las mismas circunstancias, y corresponde la parada final de un proceso que comienza con a la fabricación de los microchips que incluyen muchos de nuestros componentes.

Tomando como ejemplo la fabricación de un procesador, todo comienza con la obtención del silicio que sirve de base para la creación del microchip. Este silicio se dispone en forma de cilindro tras su obtención a través de otros materiales, silicatos y minerales (generalmente, será arena esta materia prima). Este cilindro se corta en planchas de silicio puro que se denominan obleas.



Estas obleas se pulen para eliminar impurezas y se impregnan en una película fotosensible que determinará el primer paso para la creación de la litografía, creada a partir de la aplicación de luz UV y un proceso de ionización con el que se añadirán nuevos componentes hasta crear los transistores que usará el chip.

Una vez finalizado este proceso en toda la superficie de la oblea, esta se corta en pequeñas porciones -los DIE que forman nuestro chip- y se colocan, junto al resto de la circuitería, en el PCB. Para después ser encapsulados, testados y puestos a la venta. Huelga decir que este proceso es infinitamente más técnico, laborioso y profundo que lo aquí expuesto, pero para el hecho que nos ocupa en este especial nos servirá para ilustrar nuestras explicaciones.

Las pruebas, el binning y el destino final

Sin embargo, a pesar de la eficiencia y eficacia que ha demostrado tener este proceso de fabricación no está exento de fallos, y durante el mismo puede haber ligeros cambios o imperfecciones entre diferentes DIE que los lleva a rendir de forma diferente.



Siguiendo este modelo, todos los procesadores de una misma oblea rendirán de un modo diferente necesitando un voltaje mayor o menor para alcanzar ciertas cotas de potencia. Para colmo, puede que sólo algunos de los núcleos de dichos procesadores se vean afectados por esas trabas, o directamente que haya fallos que les impidan rendir igual que sus chips hermanos.

Por esta razón, los fabricantes realizan el llamado binning que no son más que diferentes pruebas que les ayudan a determinar si el rendimiento del chip es adecuado para representar el producto final o si debe pasar a una gama inferior para no comprometer el resto de los productos.

Puede resultar algo difícil de entender, pero con un ejemplo es mucho más sencillo. Imaginad que estamos produciendo diez procesadores de ocho núcleos y los comercializamos diciendo que alcanzan 3.8 GHz todos y cada uno de ellos.



Pero sabemos que el proceso de fabricación no es perfecto y puede haber problemas, por lo que realizamos pruebas en cada uno de ellos. Tras las pruebas, comprobamos que seis de los procesadores funcionan como esperamos, pero dos de ellos alcanzan los 3.8 GHz a un voltaje mucho menor que sus hermanos, por lo que decidimos comercializarlos como procesadores preparados para overclock, dado su buen rendimiento, dejando el resto como la gama estándar. En cuanto a los otros cuatro, tres de ellos no alcanzan la frecuencia adecuada en los ocho núcleos y el último tiene fallos en uno de los ocho núcleos, por lo que deshabilitamos dos y los vendemos como procesadores de una gama inferior, de seis núcleos.

Esta clasificación se hace para no incurrir en costes innecesarios y aprovechar toda la producción posible, y es el principal culpable de las extensas gamas que podemos encontrar en el mercado.

¿Nos afecta realmente la lotería del silicio?

Los fabricantes se toman muy en serio las diferentes pruebas que reciben sus productos antes de determinar a qué gama y familia pertenecen, no en vano se trata de un proceso muy costoso y un producto final presumiblemente caro. Por esta razón es casi imposible que, con un uso normal de dicha pieza, un usuario sea capaz de detectar las diferencias que se generan entre, por seguir con el ejemplo, dos procesadores similares. Le resultan idénticos en rendimiento.

Sin embargo, al comercializar estos productos y hacernos con ellos es imposible saber cual de todos ellos rendirá ligeramente mejor o peor de entre todo el stock disponible, por lo que se trata de un auténtico juego de azar.

Aquellos usuarios más avanzados, que quieran sacar provecho a sus equipos a través del overclock de sus diferentes componentes sí que tienen este juego muy en cuenta, y hablan de componentes "pata negra" cuando la suerte les sonríe y estos componentes alcanzan cotas altas de overclock, undervolt manteniendo frecuencias, u operaciones similares. Incluso podemos encontrar distribuidores que comercializan componentes con un ‘rendimiento asegurado’ en estas situaciones.

Por último, repetimos que esta lotería no sólo se aplica al mundo de los componentes de PC, y todas las plataformas y muchos de nuestros dispositivos se verán afectados por esta lotería del silicio, aunque a la hora de usarlos no signifique demasiado. 

Fuente

Jejeje, para los que nos gustaba bichear esto era todo un juego al adquirir un nuevo procesador. Recuerdo hacerlo ya en tiempos del Pentium 100. Solo que por el tipo de tecnología utilizada para las velocidades por entonces, los saltos eran fijos y, o aguantaba de golpe un salto medianamente importante, o directamente lo dejabas como estaba. Solo podías modificar BUS o multiplicador utilizando los conectores de la placa. Lo "bueno" es que no era raro poder subir algo porque eran tiempos con velocidades y temperaturas comedidas.

Luego llegó el Duron de AMD, donde la placa incluso ya llevaba una herramienta que lo subía automáticamente mhz a mhz y te lo dejaba en el anterior estable al último que probaba dando fallo. Era muy básico y se podía, realmente, exprimir más. Y fue la generación donde descubrí la lotería del silicio... y que realmente cuando sacaban los Duron y había a 600, a 700 y a 800, no es porque los fabricasen así, sino que fabricaban y los vendían según la velocidad que les salía... o la cuota de mercado a cubrir.

Y esto último es lo que genera los "pata negra" realmente. Cuando tienes X procesadores que te pasan unas pruebas muy superiores a las que los pones a la venta pero lo haces así porque tienes que vender procesadores de esa gama y no tienes realmente suficientes.

Ejemplo práctico, y los primeros "pata negra" que conocí. Estaba AMD también con sus Athlon 1600 (que no 1600mhzs, era el nombre del modelo, supuestamente equivalente al Intel a esa velocidad), y cambió el proceso de fabricacion y ¿qué pasó? que le salían casi todos Athlon 2000, 2200 e incluso 2400MHZS. Pero... claro, el mercado y ellos mismos querían exprimir aún el "paso a paso" al que nos llevan de la mano así que no podían de golpe dar ese salto... ¿Qué hacían? Cogían procesadores muy superiores resultado de ese nuevo proceso de fabricación y los "capaban" para ser Athlon 1700 que es lo que tocaba.

Así que corrió rápidamente la información de que, si comprabas un Athlon 1700 y mirabas el número de serie y era "tal" número, en realidad era de los nuevos, una CPU muy superior que iba sobrada y vendida como Athlon 1700 porque eran las ventas masivas de entonces. Así que lo comprabas, puenteabas con un simple lápiz dos pines... y voilá, tenías una CPU que podía prácticamente duplicar el rendimiento al que te la vendían sin mucho problema. Un chollazo... y un montón de vendedores de tiendas de barrio mirando con cara de "pero qué hace el friki este" cuando íbamos a preguntar por esas CPUs, y les íbamos mirando el número de serie XD

Más adelante ocurrió con algunos Phenom, que los vendían como de X núcleos pero en realidad tenían más. Al principio sí era cierto que los X3 eran X3 porque el cuarto núcleo estaba defectuoso... pero a medida que el proceso de fabricación mejoró (no tardó mucho) muchos X3 eran en realidad X4 totalmente funcionales con un núcleo capado para venderlos como X3 para cubrir ese segmento de mercado así que de nuevo mucha gente compraba un X3 y probaba a desbloquear el cuarto núcleo, y no pocos conseguían sus 4 núcleos 100% funcionales.

Así que en realidad se mezcla la lotería del silicio, que te permite exprimir más una CPU y que puede aguantar más o menos... con el tema comercial y la necesidad de cubrir todas las gamas haciendo que se vendan como gama baja CPUs de gama superior.

Venía a comentar lo mismo que ha hecho ahora Juanma, las famosas mutaciones en procesadores y gráficas gracias a que por el perfeccionamiento en el proceso de fabricación salían más chips "buenos" que "malos" y algunos de los primeros terminaban en el cesto de los segundos para equilibrar números cubriendo los diferentes segmentos del mercado, así que al comprar igual te tocaba el premio gordo.

Joder, a mis años, cosas de estas sabía, pero ni de blas con tanta precisión ni datos, y encima, ya con casos concretos como lo que comenta Juanma. Bueno, yo creo que mi Ryzen va bien, teoricamente va de 3.2 ghz a 3.7 (especialmente favorecido por el frío, que en mi casa la temperatura es glacial, a la mierda darle más dinero a Iberdrola), y en la BIOS siempre me pone que están mis amados núcleos a su velocidad máxima, así que no hace falta ocear ni nada. Mi disco-tarjeta no sé si entra dentro de la lotería de silicio, pero siempre diré que su velocidad no es la que me esperaba con la fama de las memorias sólidas ¿He ganado la lotería por un lado y perdido por el otro? Mejor dejo el vino del domingo y voy a comer alguna cosa.