IBM и Toshiba об архитектуре Cell

На прошедшей в Пало-Альто (Калифорния) конференции Hot Chips корпорации IBM и Tochiba представили подробную информацию о процессоре Cell, рассказав о структуре внутренних и внешних межсоединений, а также о сопроцессоре, разработанном для повышения производительности видео. Cell — многоядерный процессор, созданный в рамках трехстороннего партнерского соглашения между IBM, Toshiba и Sony. Предполагается, что последняя будет использовать новый микропроцессор в игровой консоли PlayStation 3. Процессор также может найти себе применение в потребительских устройствах, например в HDTV-рекордерах, и в компьютерах корпоративного класса, в том числе в лезвийных серверах.

Вероятная тактовая частота Cell составит 3,2 ГГц. Микропроцессор во многом базируется на архитектуре Power, разработанной IBM, но задачи, требующие интенсивных вычислений, решаются за счет восьми отдельных процессорных единиц, названных «синергическими процессорными элементами» (Synergistic Processing Element, SPE).

Как пояснил старший технический специалист IBM Скотт Кларк, SPE соединяются по внутренней шине Element Interconnect Bus (EIB), которая и составляет «основную магистраль» Cell. Фактически шина представляет собой несколько кольцевых межсоединений, которые выполняют передачу данных между единицами SPE, быстродействующей памятью и контроллерами ввода/вывода, благодаря чему SPE непрерывно получают данные для обработки. Скорость обработки данных Cell может составить 16 Гбайт в секунду. Такая пропускная способность обеспечивается только при использовании памяти и контроллеров ввода/вывода компании Rambus, как считает Кент Хасселхорст, старший технический специалист IBM. Он сообщил, что в Cell предусмотрено два интегрированных контроллера памяти для поддержки памяти Rambus XDR (extreme data rate).

Теоретически Cell поддерживает непосредственно до 64 Гбайт памяти, однако оснащение потребительских устройств памятью такой емкости сделает их слишком дорогими в своем классе. «Более практичной представляется конфигурация с памятью XDR на 1-2 Гбайт», — пояснил Хасселхорст.

Cell можно использовать как в однопроцессорных, так и в многопроцессорных конфигурациях. Шина ввода/вывода Cell позволяет соединять процессор напрямую с другим чипом Cell. Для соединения двух групп из двух процессоров требуется независимое коммутирующее устройство.

К Cell можно подсоединить новую микросхему super companion chip (SCC), разработанную инженерами Toshiba, что обеспечивает дополнительную мощность при декодировании видео, позволяя декодировать до 48 отдельных видеопотоков стандартного разрешения на одном устройстве.