Interested Article - Cell (архитектура)

Процессор Cell/B.E., используемый в игровой приставке Playstation 3

Cell (полное название архитектуры: Cell Broadband Engine Architecture , также сокращаемое как CBEA , или, в некоторых случаях, Cell BE ) — микропроцессорная архитектура , совместно разработанная Sony , Toshiba и IBM , которые организовали альянс , известный как «STI». Разработка архитектуры и первые прототипы были созданы в за четырёхлетний период с начала марта 2001 года с бюджетом , который, по заявлению IBM, составляет приблизительно 400 млн долл. . Cell совмещает ядро общего назначения архитектуры POWER с сопроцессорами , которые значительно ускоряют обработку мультимедиа и векторных вычислений .

Первое коммерческое применение процессора Cell — в игровой системе Sony PlayStation 3 . Toshiba использует Cell в своих домашних HDTV -кинотеатрах. Экзотические возможности (память XDR и шина ) позиционируют Cell для будущих приложений в супервычислительном пространстве, которые могут использовать всю мощь процессора в вычислениях с плавающей запятой . IBM объявила о планах использования процессоров Cell как дополнительных карт в мейнфреймах , для возможности использования этих машин в качестве серверов для MMORPG .

Архитектура Cell использует новую технологию когерентности памяти , на которую IBM зарегистрировала большое количество патентов. Эта технология ставит акцент на высокую производительность в пересчёте на один ватт потребляемой мощности . Пропускная способность памяти приоритетна по сравнению с латентностью , а пиковая пропускная способность ядра важнее простоты кода . Из-за этого Cell считается сложной платформой для разработки приложений. IBM предоставляет комплексную платформу разработчика, основанную на Linux , для помощи разработчикам в преодолении этих проблем . Основной проблемой остаётся адаптация существующего программного обеспечения под архитектуру Cell. Несмотря на все сложности, исследования показали, что Cell даёт преимущество в некоторых типах научных вычислений .

В ноябре 2006 года из Технологического университета Джорджии был избран директором экспертного центра процессоров Cell STI. Этот центр предназначен для создания сообщества Cell-программистов и расширения поддержки Cell со стороны индустрии.

История

В 2000 году Sony Computer Entertainment , Toshiba Corporation и IBM объединились для разработки и производства процессора Cell. Это объединение стало известно как STI. Центр разработки STI открылся в марте 2001 года . Разработка длилась четыре года, в ней принимали участие более 400 инженеров из трёх компаний при поддержке 11 центров разработки IBM .

За время разработки IBM зарегистрировала большое количество различных патентов , относящихся к архитектуре, процессу изготовления и программирования Cell. Ранняя версия патента включала в себя описание разрабатываемого процессора , состоящего из четырёх «вычислительных элементов», состоящих, в свою очередь, из восьми блоков арифметической обработки каждый.

В окончательной версии процессор называется Cell Broadband Engine (Cell BE), содержит 1 блок « » (PPE) и 8 блоков « » (SPE). PPE имеет RISC-архитектуру POWER и предназначен для работы операционной системы, а также координации работы SPE. Последние являются векторными процессорами архитектуры SIMD . На частоте 3,2 ГГц каждый SPE имеет теоретическую производительность 25,6 GFlops , а 8 SPE позволяют достигать 200 GFlops . Несмотря на то что номинальная частота процессора 4 ГГц, корректная его работа возможна на частотах вплоть до 5,6 ГГц.

Изначально для производства процессора использовалась 90-нм технология КНИ(SOI) , но в марте 2007 года IBM объявила о запуске производства Cell по 65-нм технологии на своём заводе в Восточном Фишкилле, штат Нью-Йорк (США). И в феврале 2008 IBM заявила, что будет производить Cell по технологии 45 нанометров.

Следующее развитие процессора — поколение PowerXCell 32iv, выпуск которого был запланирован на 2010 год. Количество PPE-элементов в нём увеличено в 2 раза, а SPE — в 4, производиться он будет по техпроцессу 45 нм SOI (кремний на изоляторе). Однако в ноябре 2009 года официальные представители IBM заявили, что разработка нового поколения процессоров Cell с 32 SPE-элементами прекращена. Но это не означает, что развитие других, будущих продуктов семейства Cell остановлено.

Коммерческое использование

В мае 2005 года было заявлено об использовании Cell в игровых приставках Sony PlayStation 3 . Рабочая частота была снижена до 3,2 ГГц , а количество доступных SPE ядер — до 6 (одно ядро зарезервировано для нужд ОС , и ещё одно заблокировано для повышения выхода рабочих процессоров, и таким образом удалось существенно снизить цену). Эти процессоры производились по 90 нм технологии .

Осенью 2006 года компания IBM выпустила блейд-сервер , оборудованный двумя процессорами Cell BE. Модули , оборудованные двумя процессорами PowerXCell 8i (модифицированная версия Cell BE с аппаратной поддержкой вычислений двойной точности), используются в суперкомпьютере IBM Roadrunner .

На базе процессора Cell был разработан упрощённый процессор SpursEngine фирмы Toshiba для выполнения мультимедийных задач, таких, как кодирование видеопотока AVCHD .

Характеристики

См. также

Примечания

  1. . Дата обращения: 22 марта 2007. 21 августа 2006 года.
  2. . IEEE. Дата обращения: 22 марта 2007. Архивировано из 25 июня 2012 года.
  3. . IBM. Дата обращения: 22 марта 2007. 9 июля 2008 года.
  4. . LWN. . из оригинала 30 сентября 2007 . Дата обращения: 22 марта 2007 . {{ cite news }} : Проверьте значение даты: |date= ( справка )
  5. . Computational Research Division, Lawrence Berkeley National Laboratory. Дата обращения: 18 марта 2007. 17 июня 2009 года.
  6. . IBM Journal of Research and Development. . Архивировано из 28 февраля 2007 . Дата обращения: 22 марта 2007 . {{ cite news }} : Проверьте значение даты: |date= ( справка )
  7. . из оригинала 24 января 2009 . Дата обращения: 5 декабря 2008 .
  8. . Дата обращения: 4 октября 2017. 20 октября 2008 года.
Источник —

Same as Cell (архитектура)