Gekko (процессор)

Gekko
Центральный процессор
Микропроцессор IBM Gekko
Производство	с 1998 по 2007
Производитель	IBM
Технология производства	IBM CMOS 6-layer copper interconnect, 180 нм
Наборы инструкций	PowerPC
L1-кэш	32 + 32 Кбайт
L2-кэш	256 Кбайт
Разъём
Ядра
PowerPC 750CXe Broadway

Gekko — 32-разрядный микропроцессор архитектуры PowerPC, созданный компанией IBM в 2000 году для компании Nintendo, для использования в качестве основного процессора игровой приставки шестого поколения Nintendo GameCube. Позднее использовался в игровых автоматах Sega Triforce.

Разработка

Роль Gekko в игровой системе заключалась в обработке игровой логики, искусственного интеллекта, физики и обработки столкновений, особенных световых и геометрических эффектов, таких как мягкая трансформация, а также пересылки графических данных в системе.

Проект был анонсирован в 1999 году, когда IBM и Nintendo подписали контракт суммой в один миллиард долларов на разработку CPU, работающего на частоте порядка 400 МГц. IBM предпочли модифицировать свой существующий процессор PowerPC 750CXe для удовлетворения потребностей Nintendo в области тесного и сбалансированного взаимодействия с графическим процессором Flipper. Были изменены архитектура шины, DMA, модули сжатия и операций с плавающей точной, которые стали поддерживать особый набор SIMD-инструкций. CPU производит основную обработку особенных геометрических и световых эффектов и может передавать сжатые данные непосредственно в GPU.

Модификации IBM привели к производительности, которая превзошла спецификации Nintendo. Gekko считается прямым предшественником процессора Broadway, также разработанного и производимого IBM и используемого в консоли Wii.

Особенности

• Суперскалярное RISC ядро на основе модифицированного PowerPC 750CXe (G3)
• Тактовая частота 486 МГц, в три раза больше тактовой частоты чипсета Flipper (162 МГц)
• 32-битный целочисленный 4-стадийный конвейер с двумя исполняющими блоками.
• FPU: 64-битный 7-стадийный конвейер для операций над числами с плавающей запятой двойной точности, применимый так же как 2×32-битный SIMD блок, обеспечивающий производительность в 1,9 GFLOPS.
• Более 50 новых SIMD-инструкций, ускоряющих обработку 3D-графики (т.н. Paired Single)
• 64-битная расширенная 60x шина между процессором и GPU/чипсетом с частотой 162 МГц и пиковой пропускной способностью 1,3 Гб/с.
• Кэш L1 — интегрированный в микросхему процессора, гарвардский, 64 Кбайт 8-way (32 + 32 Кбайт инструкции и данные). Кэш L2 — интегрированный в микросхему процессора, ассоциативный 2-way, объёмом 256 Кбайт.
• Производительность 1125 DMIPS (dhrystone 2.1)
• Шестислойный 180 нм IBM CMOS технологический процесс с медными межсоединениями. Более 21 миллиона транзисторов. Площадь кристалла — 43 мм².
• Напряжение питания — 1,8 В для логики и ввода-вывода. Рассеивает 4,9 Ватта тепла.
• Корпус типа PBGA, размером 27×27 мм, 256 выводов.

Интересные факты

Название Gekko процессор получил из-за особенного паттерна технологической маски изготовления, похожую на кожу ящериц семейства Гекконы, которую можно рассмотреть под микроскопом:

https://github.com/ogamespec/dolwin-docs/blob/master/RE/IBM_GEKKO/00003.jpg

Литература

• IBM Gekko RISC Microprocessor User’s Manual (англ.). IBM (May 25 2000). Дата обращения: 30 июня 2011. Архивировано из оригинала 15 марта 2012 года.

Ссылки

• Chris Andrews. IBM, Nintendo Announce $1 Billion Technology Agreement (англ.). IBM (12 мая 1999). Дата обращения: 30 июня 2011. Архивировано из оригинала 15 марта 2012 года.
• Scott Sykes. IBM Ships 10 Millionth GAMECUBE Processor To Nintendo (англ.). IBM (20 сентября 2002). Дата обращения: 30 июня 2011. Архивировано из оригинала 15 марта 2012 года.
• Peter Sandon. A PowerPC compatible processor supporting high-performance 3-D graphics (англ.). IBM. Дата обращения: 30 июня 2011. Архивировано из оригинала 15 марта 2012 года.
• Anand Lal Shimpi. The GameCube CPU (англ.). Hardware Behind the Consoles - Part II: Nintendo's GameCube (12 июля 2001). Дата обращения: 30 июня 2011. Архивировано из оригинала 15 марта 2012 года.