La "lotería del silicio", el juego de azar de los procesadores en el que todos participamos

Imagina que vas a una tienda de informática a comprar un procesador o una tarjeta gráfica nuevos para tu ordenador. Puedes encontrarte varias unidades del mismo modelo, así que puedes coger la que quieras, ¿verdad?.

Pero la verdad es que, aunque a simple vista parezcan idénticos, puede que dos componentes difieran ligeramente en cuanto a prestaciones.

Esto, a grandes rasgos, es lo que se conoce como silicon lottery o lotería del silicio. En este juego todos participamos, muchas veces sin saberlo. El término se ha hecho muy popular en Internet en algunos círculos, pero la mayoría de la gente no lo conoce. En este artículo vamos a intentar explicar en qué consiste de forma más detallada.

La fabricación de un procesador: el punto de partida

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Para intentar entender mejor a qué se refiere el término “lotería del silicio”, primero tenemos que explicar primero cómo se fabrica un procesador. Todo empieza con el mineral de silicio, que se funde en hornos a altísimas temperaturas. Una vez fundido se purifica y se eliminan sus impurezas, y después se vierte en moldes en los que se enfría y cristaliza.

Las planchas de silicio cristalizado se cortan después en porciones muy finas conocidas como obleas; que se pulen y se dopan con productos químicos antes de llegar al último paso: las máquinas de litografía. Aquí es donde se imprimen los microcircuitos o “pastillas” en la superficie de la oblea. Intel publicó una guía detallada de la manufactura de sus procesadores en 2009, que mostraba estos pasos.

El proceso que se sigue para fabricar una CPU o una GPU es muy preciso, pero es muy difícil de replicar con fidelidad a escalas nanométricas. Por muy perfectamente que se realice el trabajo (o por muy limpio que esté el silicio fundido), nunca será igual para todos los procesadores. A eso hay que sumar que la pureza del mineral no es igual en todas las partes de la oblea.

Cuanto más puro sea el silicio, mejor

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Los fabricantes tienen una especie de norma no escrita que suele cumplirse: de las zonas con menos impurezas y con menos imperfecciones en la estructura cristalina, salen las mejores CPUs o GPUs. Estos componentes suelen requerir menos voltaje (Vcore) para que funcione el núcleo y suelen estar en el centro de la oblea; la calidad del silicio disminuye conforme nos acercamos a los bordes.

¿Qué significa que necesiten un Vcore menor? Todo esto:

• Hay que enviar menos energía a la CPU o GPU para que funcione.
• El componente se va a calentar menos cuando esté a pleno rendimiento.
• Si a la pieza se le puede hacer overclocking, al subir el voltaje habrá un incremento de la velocidad apreciable.

Para quienes no lo conozcan, el overclocking es el aumento de la velocidad del procesador de forma manual; por encima de la establecida por el fabricante. Entre los entusiastas del procedimiento el término silicon lottery está muy extendido, aunque para ellos parece reducirse a si se puede hacer overclocking correctamente o no.

Binning: el último paso en la fabricación

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Cuando los procesadores ya están fabricados llega el momento de probarlos. Hay dos tipos de pruebas:

• Unas que se hacen cuando el procesador está recién terminado, que simula cómo funcionaría en el PC de un usuario final.
• Otras en las que se miden las características técnicas de la CPU o la GPU.

En esta segunda prueba es donde se determina qué voltaje necesitan para funcionar, su frecuencia o su rendimiento, entre muchas otras características. Resumiendo: los procesadores se clasifican dependiendo de los resultados de las pruebas. El conjunto de dichas pruebas se conoce como binning.

Los fabricantes tienen una serie de valores objetivo que los procesadores deben alcanzar para ser considerados topes de gama. Los que alcanzan dichos objetivos se venden como los mejores componentes. Son estos los que suelen permitir el overclocking. Pero incluso en esta gama alta, existen mínimas diferencias entre las unidades fabricadas; unas diferencias que pueden acentuarse dependiendo de lo que les pedimos, de la refrigeración, o de otros factores.

Los que no llegan a cumplir con los valores objetivo se venden como productos de gama menor. En este proceso se determina incluso el número de núcleos con los que contará una CPU, o la cantidad de memoria caché que tendrá.

¿Cómo te afecta como usuario la silicon lottery?

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Como usuario debes tener claro que es totalmente imposible saber qué procesador va a rendir mejor. No has podido ver la oblea en la que se han fabricado, no sabes los grados de pureza de su área y no sabes de qué sección ha salido ese procesador que acabas de comprarte.

Esa es la auténtica silicon lottery, la que juegas cada vez que montas una CPU nueva en tu placa base. Lo habitual es que te toque un procesador normal y corriente, aunque puede que tengas mucha suerte y acabes con lo mejor de un lote.

Lo decíamos al principio del artículo: podemos comprar dos procesadores aparentemente idénticos, con el mismo nombre y las mismas especificaciones, pero eso no significa que se vayan a comportar igual. Todo depende de los factores que hemos mencionado al hablar del proceso de fabricación, es pura cuestión de suerte.

Lo único que puedes hacer al comprar un componente es montarlo y esperar lo mejor. De lo demás no puedes estar seguro; tampoco vas a poder hacer nada para no participar en este “sorteo”. Lo mejor es dejar que el procesador o la tarjeta gráfica que acabas de comprar hablen por sí mismos.