Cell

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Перейти к: навигация, поиск
Ядро процессора Cell

Cell — микропроцессорная архитектура, совместно разработанная Sony, Toshiba и IBM, которые организовали альянс, известный как «STI». Разработка архитектуры и первые прототипы были созданы в STI Design Center за четырехлетний период с начала марта 2001 года с бюджетом, который, по заявлению IBM, составляет приблизительно 400 миллионов долларов США.[1] Полное название архитектуры: Cell Broadband Engine Architecture, также сокращаемое как CBEA, или, в некоторых случаях, Cell BE. Cell совмещает ядро общего назначения Power Architecture с сопроцессорами[2], которые значительно ускоряют обработку мультимедиа и векторных вычислений.

Первое коммерческое применение процессора Cell — в игровой консоли Sony PlayStation 3. Mercury Computer Systems также выпускает сервер с двумя Cell, блэйд-сервер с двумя Cell и PCI-Express платами, доступными на различных стадиях производства[источник не указан 54 дня]. Toshiba использует Cell в своих домашних HDTV-кинотеатрах. Экзотические возможности, как то XDR память и EIB[3], 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 IBM System z9, для возможности использования этих машин в качестве серверов для MMORPG.

Архитектура Cell использует новую технологию когерентности памяти, на которую IBM зарегистрировала большое число патентов. Эта технология ставит акцент на высокую производительность в пересчёте на один ватт. 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.[4]. Основной проблемой остаётся адаптация существующей программатуры под платформу Cell. Несмотря на все сложности, исследования показали, что Cell даёт преимущество в некоторых типах научных вычислений.[5]

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

Содержание

[править] 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[6]. 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 число различных патентов, относящихся к архитектуре, процессу изготовления и программатуре 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 "POWERtm Processing Element" (PPE) и 8 блоков "Synergistic Processing Element" (SPE). PPE имеет RISC архитектуру POWERtm 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 [7]. 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 90нм технология КНИ(SOI), но в марте 2007 года IBM объявила о запуске производства Cell по 65нм 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.

[править] 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[8].

Осенью 2006 года комания IBM выпустила блэйд-сервер QS20, оборудованный двумя процессорами Cell BE. Модули QS22, оборудованные двумя процессорами PowerXCell 8i, используются в суперкомьютере IBM Roadrunner.

[править] Характеристики

PPE состоит из двух процессорных ядер, поддерживает набор команд AltiVec, кэш L1 64 КБ, кэш L2 512 КБ, 11-стадийный конвейер. SPE 21 млн транзисторов, 256 КБ локальной памяти, контроллер DMA.

[править] Примечания

  1. ↑ Cell Designer talks about PS3 and IBM Cell Processors. Проверено 22 марта 2007.
  2. ↑ Synergistic Processing in Cell's Multicore Architecture. IEEE. Проверено 22 марта 2007.
  3. ↑ Cell Broadband Engine Interconnect and Memory Interface. IBM. Проверено 22 марта 2007.
  4. ↑ Cell Broadband Engine Software Development Kit Version 1.0, LWN (2005-11-10). Проверено 22 марта 2007.
  5. ↑ The Potential of the Cell Processor for Scientific Computing. Computational Research Division, Lawrence Berkeley National Laboratory. Проверено 18 марта 2007.
  6. ↑ Introduction to the Cell multiprocessor, IBM Journal of Research and Development (2005-08-07). Проверено 22 марта 2007.
  7. ↑ Cell Broadband Engine Architecture and its first implementation.
  8. ↑ IBM shrinks Cell to 45nm. Cheaper PS3s will follow

[править] См. также

Источник — «http://ru.wikipedia.org/wiki/Cell»