Nuevas tecnologías que marcarán el hardware actual ¡Algunas te sorprenderán!

DDR6, GDDR7, CAMM2,… muchas son las nuevas tecnologías que están llegando al hardware y que de ellas dependerá el rendimiento de los equipos que las comenzarán a utilizar. En este artículo haremos un repaso sobre estas nuevas tecnologías y qué van a aportar al ámbito de la electrónica para ordenadores.

Módulos de memoria RAM DDR6, LPDDR6 y LPDDR6X

Apenas han llegado las memorias DDR5, incluso aún se siguen usando las DDR4 para algunos equipos. En cambio, el mundo de la tecnología ya apunta hacia las futuras generaciones de RAM. Las memorias DDR6, LPDDR6 y LPDDR6X representan la evolución natural de la DDR5, ofreciendo mejoras significativas en términos de velocidad, eficiencia energética y densidad.

Lo primero que hay que destacar es que, mientras DDR5 usa la codificación de datos de 2 bits por ciclo de reloj (2 bits/2T) y cuenta con un prefetch de 8n, en el caso de la DDR6 tenemos esquemas de codificación más eficientes, como 4 bits/4T o incluso superiores, lo que permitirá aumentar la densidad de datos y reducir el consumo energético. Además, es probable que se implementen técnicas de prefetch más avanzadas para mejorar el rendimiento.

En el caso de la DDR5, se ofrecen desde los 4800 MT/s hasta las DDR5-6200 con 775 Mhz de frecuencia de reloj base, 3100 Mhz de E/S,  y con capacidad para 6200 operaciones por segundo, consiguiendo hasta 49.600 MT/s en la PC5-49600, aunque existen incluso velocidades superiores a las estándar de JEDEC mediante el OC. En cambio, se espera un impulso significativo en las DDR6 sin overclocking, pudiendo ir desde los 8000 MT/s hasta los 12800 MT/s e incluso más, como seguro veremos en un futuro.

Este mayor ancho de banda y velocidad serán claves para las unidades de inteligencia artificial y aprendizaje profundo, ya que las NPUs necesitan de una enorme cantidad de accesos a datos para funcionar. Y, como las NPUs van a ser una constante en los futuros procesadores, esta memoria supondrá un plus en este sentido.

Por supuesto, los voltajes de la DDR6 y la eficiencia estará optimizada, reduciendo consumo de energía y disipación de calor frente a la DDR5, aunque eso no quiere decir necesariamente menos consumo y menos calor en comparación con los módulos actuales, ya que se está comparando en igualdad de condiciones. Además, las mayores frecuencias supondrán que también necesiten de disipadores en algunos casos, como ahora la DDR5…

JEDEC trabaja en las especificaciones de la DDR6, y es probable que se incluyan otras mejoras aún, hasta que se lance la última revisión de esta spec…

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SO-DIMM obsoleto, CAMM2 al rescate

Como ya sabrás, hemos comentado varias veces sobre la tecnología CAMM y CAMM2. Estos nuevos módulos de memoria RAM llegaron para sustituir a los SO-DIMM en portátiles, tanto para la DDR como también para la LPDDR. Sin embargo, las ventajas de estos módulos ideados inicialmente por Dell, y ahora estandarizados bajo JEDEC, llegarán también a otros dispositivos más allá de los portátiles, como el HPC, ya que cuenta con grandes ventajas.

Entre las ventajas de CAMM2 encontramos las siguientes claves:

• Reducción del perfil: los dispositivos serán físicamente más delgados, lo que implica un diseño más compacto y posiblemente un menor peso.
• Nuevos materiales: es probable que se empleen nuevos materiales en la fabricación de la carcasa y otros componentes internos para reducir el grosor sin comprometer la durabilidad.
• Más rendimiento: contará con un controlador más rápido, lo que se traducirá en un mejor rendimiento en tareas como la navegación web, la edición de video y los juegos. También operará a una frecuencia más alta, lo que permitirá ejecutar más instrucciones por segundo. En definitiva, más rapidez en los accesos a RAM.
• Más capacidad: mientras los módulos SO-DIMM estaban bastante limitados a capacidad, el nuevo formato CAMM2 puede implementar chips de memoria en ambas caras, para así aumentar las capacidades de RAM soportadas en los portátiles.

Por tanto, se espera que los nuevos portátiles sean más delgados gracias a componentes más pequeños y eficientes. Además, ofrecerán un rendimiento superior, y mayores capacidades de almacenamiento. Por último, se destacará su mayor reparabilidad, lo que se traducirá en una mayor durabilidad y una menor generación de residuos electrónicos.

GDDR7, más poder para la VRAM de las futuras tarjetas gráficas

La GDDR7 alcanza velocidades de hasta 32 Gbps por pin, e incluso 37 en algunas versiones, lo que representa un aumento considerable en comparación con los 24 Gbps de la GDDR6. Esto se traduce en un ancho de banda mucho mayor, permitiendo transferir grandes cantidades de datos en menos tiempo.

Gracias a la mayor velocidad y a la posibilidad de utilizar buses más anchos, la GDDR7 ofrece un ancho de banda total que puede superar los 1.5 TB/s. Esto es crucial para aplicaciones exigentes como los videojuegos AAA con gráficos avanzados, la renderización 3D y el aprendizaje automático.

A pesar de su mayor rendimiento, la GDDR7 es más eficiente energéticamente que su predecesora. Esto se logra gracias a nuevos modos de bajo consumo y a una arquitectura optimizada.

Por otro lado, los módulos de memoria GDDR7 pueden almacenar más datos en un espacio físico más pequeño, lo que permite a los fabricantes de tarjetas gráficas ofrecer modelos con mayor capacidad de VRAM sin necesidad de ampliar más el PCB.

Tipo de VRAM	GDDR7	GDDR6X	GDDR6
Cargas de trabajo	Gaming / IA	Gaming / IA	Gaming / IA
Capacidad por chip	16-64 Gb	8-32 Gb	8-32 Gb
Gb/s/pin	32-37	19-24	14-16
Total en GB/s	1536-1728	912-1152	672-768
Packaging	266 (BGA)	180 (BGA)	180 (BGA)
Consumo medio (pJ/bit)	¿?	7.25	7.5
Canal de E/S	PCB (P2P SM)	PCB (P2P SM)	PCB (P2P SM)

La GDDR7 utiliza la modulación de amplitud por pulsos de tres niveles (PAM3) para codificar los datos. Esta tecnología permite transmitir más información por ciclo de reloj, aumentando así el ancho de banda. Parece inferior a la GDDR6X, que usa PAM4, pero lo cierto es que es un paso significativo frente a la GDDR6 (NRZ). Y otro detalle importante es que incluirá nuevos mecanismos de corrección de errores, lo que garantiza mayor fiabilidad y robustez.

La latencia sigue siendo un factor importante, la GDDR7 presenta mejoras en este aspecto en comparación con la GDDR6, lo que contribuye a un rendimiento más fluido en aplicaciones sensibles a la latencia.

¿En qué se traduce todo esto? Pues en que la GDDR7 permite a las tarjetas gráficas ofrecer una mayor tasa de fotogramas por segundo y una mejor calidad visual en juegos con altas exigencias gráficas. También se notará a nivel profesional para renderizado 3D en tiempo real, para mayores potencias de IA, así como edición a altas resoluciones como 4K y 8K.

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CPUs ARM

La arquitectura ARM, tradicionalmente asociada a dispositivos móviles y sistemas embebidos, ha experimentado una transformación radical en los últimos años, irrumpiendo con fuerza en el mercado de los ordenadores personales, servidores y HPC, etc. Uno de los primeros equipos en adoptar este tipo de procesadores fueron los Chromebooks, además de otros equipos baratos. Sin embargo, ya no son sinónimos de poco rendimiento y bajo precio, lo hemos visto con los Qualcomm Snapdragon X Elite y Pro, o en los Apple Silicon M-Series. Y, conforme pasen los años, veremos más y más diseños Arm en este sector, restando poco a poco cuota a los x86.

¿Por qué este cambio de mentalidad y rumbo? Pues la verdad es que los núcleos ARM ofrecen varias ventajas, como:

• Son RISC, lo que facilita la implementación, desarrollo y mejora de la microarquitectura frente a los CISC.
• Estos núcleos suelen ser de un tamaño más reducido que los x86 equivalentes, ya que simplifican bastante el Front-End al no tener un microcódigo tan complejo ni tener que traducir las instrucciones. Esto permite implementar más cantidad de núcleos en un mismo tamaño de chip, lo cual puede resultar en más rendimiento o mayor escalabilidad.
• También tienen una alta eficiencia energética, lo que ayuda a controlar el consumo en equipos que dependen de batería o en los sistemas donde el consumo importa.
• En cuanto a SoC heterogéneos, los ARM llevan ya una ventaja evolutiva, ya que para dispositivos móviles llevan ya años incluyendo NPUs, DSPs, GPUs, ISPs, y más.
• Pueden ser compatibles con los estándares del hardware y firmware x86, por lo que se pueden usar con los mismos tipos de memoria RAM, con UEFI, etc. Esto unido al software compatible hacen que el ecosistema sea bastante rico.
• El coste también es importante, mientras que algunos fabricantes no pueden acceder a la ISA x86, dado que tendrían que pagar regalías a Intel o AMD, o tener que depender de modelos licenciados por estas compañías, Arm ofrece mucha flexibilidad a la hora de poder usar su ISA para implementaciones de terceros, núcleos o microarquitecturas Arm bajo IP cores, etc. Esto permitirá que más diseñadores puedan crear sus chips competitivos.
• Por otro lado, el software que existe para ARM es bastante bueno, ya es compatible con macOS, Windows y Linux, además de multitud de paquetes binarios compilados para esta arquitectura, o se han implementado traductores como Rosetta 2, o el de los Snapdragon para que el software escrito para x86 también sea compatible con ellos.

Así que, en el futuro solo podemos esperar más variedad en los SoCs para nuestros equipos, más competencia, lo que se podría traducir en bajada de costes para seguir manteniendo la competitividad y mayor competencia entre diseñadores, con saltos de rendimiento y funciones muy interesantes para el usuario.

PCIe 6.0 y 7.0

Mientras muchos dispositivos como los SSD siguen dependiendo del PCIe 4.0, los nuevos procesadores ya implementan soporte para PCIe 5.0, para las tarjetas gráficas de muy alto rendimiento. Pero ni hablar del PCIe 6.0, del que ya comentamos y que aún no ha aterrizado. Pues bien, en esta lucha incesante de la industria de la tecnología, ya se habla de la PCIe 7.0.

El PCIe 7.0 promete revolucionar la velocidad de transferencia de datos en nuestros ordenadores. Esta nueva especificación, aún en desarrollo, duplicará el ancho de banda de su predecesor, el PCIe 6.0. Las principales características y beneficios:

• Velocidad: Alcanzará velocidades de hasta 128 GB/s, lo que significa una mejora de 8 veces respecto al PCIe 4.0. Por ejemplo, se habla de unidades SSD de hasta 60 GB/s, lo que permitirá accesos a datos de forma mucho más masiva y rápida que actualmente. Las mejoras para las nuevas tarjetas de expansión también serán impresionantes, permitiendo unas mejoras en las GPUs para renderizado, gaming, así como para acelerar cargas de IA.
• Mayor eficiencia: además de la velocidad, ofrecerá mejoras en eficiencia, latencia y alcance de la señal.

Sin embargo, aún hay que esperar, y esto solo son algunos de los detalles de los primeros borradores del estándar, y que quizás no conoceremos en detalle hasta 2025…

WiFi 7 y más

Para finalizar, no hay que olvidar la conectividad, ya que en la actualidad dependemos de la red para multitud de cosas. Y en este aspecto las nuevas tecnologías tampoco se han estancado. Además de las WiFi 6 y WiFi 6E, también llega WiFi7, también conocido como 802.11be.

Representa un salto cuántico en la tecnología inalámbrica, ofreciendo una serie de mejoras significativas respecto a sus predecesores:

• Mayor ancho de banda: Wi-Fi 7 utiliza canales más anchos, lo que permite alcanzar velocidades de transferencia de datos mucho más altas. Esto se traduce en una experiencia de usuario más fluida, especialmente en aplicaciones que demandan mucho ancho de banda, como la transmisión de video en 4K y 8K, los juegos en línea y las videollamadas de alta calidad.
• Multi-Link Operation (MLO): esta característica permite que un dispositivo se conecte a múltiples puntos de acceso simultáneamente. Esto no solo aumenta la velocidad, sino que también mejora la estabilidad de la conexión y reduce la latencia.
• 4096-QAM: nueva modulación que permite transmitir más datos en cada símbolo, lo que aumenta aún más la capacidad de la red.
• Mayor eficiencia espectral: es más eficiente en el uso del espectro radioeléctrico, lo que permite una mayor densidad de dispositivos y una mejor cobertura.
• Reducción de la latencia: gracias a las mejoras en la modulación y el protocolo, el Wi-Fi 7 ofrece una latencia significativamente menor, lo que es crucial para aplicaciones sensibles al tiempo real, como los juegos en línea y la realidad virtual.
• Mejor gestión del tráfico: incorpora nuevas características para mejorar la gestión del tráfico y reducir la congestión en redes densas.

En definitiva, esto mejorará las conexiones, haciendo las transmisiones más rápidas, estables y fluidas, y permitiendo reducir el lag en los videojuegos, además de mejorar las transmisiones en vivo de 4K, 8K, etc.

Y todo esto sin olvidar las mejoras en conectividad inalámbrica…ya que tras el 5G y 5G+, llega el 6G. La próxima generación que potenciará las redes de dispositivos móviles, portátiles con SIM o eSIM, IoT, y más. Aunque no se espera hasta 2030, se espera que mejore considerablemente la 5G actual, con mayor velocidad de descarga de hasta 1 Tbps, latencias de solo 0.1 ms, modulación y frecuencias más altas para mejorar el rendimiento, mayor capacidad para manejar mayores tráficos de datos, etc. Es decir, una revolución que permitirá jugar desde cualquier lugar sin retrasos, ver contenido 4K y 8K sin cortes ni tirones, y un largo etc.

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