27.4. Мультипроцессор Cell

Процессор Cell представляет собой мощную асимметричную многоядерную процессорную систему. Состоит из процессорного элемента Power, чаще всего выполняющего управляющие функции, и из восьми синергичных процессорных элементов, выполняющих основную вычислительную работу. Ядра объединены при помощи двунаправленной кольцевой шины.

Для борьбы с узким местом при доступе в основную память в процессоре Cell в процессорном элементе PPE применяется двухуровневый кэш и аппаратная поддержка двух потоков. В элементах SPE присутствует локальная оперативная память объемом 256 Кбайт и высокопрозводи-тельный блок прямого доступа в память.

Процессор Cell — совместная разработка компаний 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 марта2001 года.

Первое коммерческое применение процессора Cell — в игровой консоли SonyPlayStation 3. Toshiba использует Cell в своих домашнихHDTV-кинотеатрах.

С 2006 года компания IBM выпускает блэйд-сервер QS20, оборудованный двумя процессорами Cell BE. МодулиQS22, оборудованные двумя процессорами PowerXCell 8i (модифицированная версия Cell BE с аппаратной поддержкой вычислений двойной точности), используются в суперкомпьютереIBM Roadrunner .

Характеристики

• Теоретическая производительность 218 GFlops

• 90 нм технологический процесс (первая ревизия)

• 234 млн. транзисторов

• Площадь кристалла 221 мм²

• Тактовая частота3,2—5,6 ГГц

• Напряжениепитания 0,9—1,3 В

• Тепловыделение:

  • 80 Вт (4 ГГц, 1,1 В)

  • 180 Вт (5,3 ГГц, 1,3 В)

• Корпус BGA 42,5×42,5 мм

• 1236 контактов

• Межпроцессорная шинаFlex I/O32 ГБ/с на ввод, 44,8 ГБ/с на вывод.

• интегрированный двухканальный контроллер памятиXDRRAM 25 ГБ/с.

В настоящее время выпускается процессор третьей ревизии PowerXCell 8i — изготовление идёт по 45 нм техпроцессу. PowerXCell 8i по сравнению с предшественником обладает в пять раз более высоким быстродействием при выполнении операций с плавающей запятой с удвоенной точностью.