Deprecated: Function eregi() is deprecated in /data/www/virtuals/level.cz/www/www_root/templates/level_cz/html/com_content/article/default.php on line 36

Procesor Cell

Společnosti IBM spolu se Sony a Toshibou oznámily nový procesor, nazývaný Cell.

Čip vybavený devíti jádry se zdá být něčím zcela speciálním a netušeně výkonným, totálně odlišným od návrhu současných procesorů.Zatím je předurčen k pohonu přicházející konzole PlayStation 3, avšak jeho tvůrci s ním mají dalekosáhlejší plány … Architektura procesoru Cell je naprosto odlišná od té současné, užívané dnešními čipy.

Jednotku Cell tvoří 64bitové jádro IBM Power PC schopné multi-threadingu, které navíc kooperuje s osmi dalšími současně pracujícími jednotkami (Synergistic Processing Elements - SPEs).

Ty nejsou ničím jiným než dalšími specializovanými minikompjutery, které se podařilo stěsnat na jednom jádře.Digitální život uvnitř jádra Cell je velice pestrý a zábavný už na první pohled, neboť kolem 64bitového PowerPC procesoru s RISC architekturou se točí osm dalších 32bitových SPE jednotek.

O jejich propojení typu každá s každou a každý s každým pak starostlivě pečuje velice rychlá interní sběrnice (Elementary Interface Bus - EIB), která tak nabývá účinnosti nepřestřižené pupeční šňůry.

Ještě zajímavější je použití vestavěného duálního paměťového řadiče, který dokáže komplexní čip spojit s 256 MB extrémně rychlé XDR paměti společnosti Rambus.Komunikaci se zbytkem systému zajišťuje FlexIO sběrnice.

Prototyp Cellu kmitá rychlostí 4 GHz a podle informací zveřejněných IBM poskytuje maximální výpočetní sílu 256 Gflops (pro srovnání Pentium 4 kolem 30 Gflops), což jej řadí mezi potenciální budoucí superpočítače za předpokladu, že tento stroj bude obsahovat více takovýchto jednotek.

Specifikace jádra jsou v otázce taktovací frekvence daleko dále – Cell je možno provozovat na neuvěřitelných 4,6 GHz a výše.Bohužel jeho nároky na účinnost chladicího sytému jsou pak taktéž neuvěřitelné… Jádro Cell je vyráběno 90nm procesem a obsahuje 234 milióny tranzistorů zabírajících plochu 221 čtverečných milimetrů.

Procesor je rovněž vybaven interními tepelnými senzory, které čip dokáží zpomalit v případě, že se přehřívá.

Každá z SPE jednotek dostává příkazy z 64bitového PowerPC jádra, které se stará o rozdělení pracovních činností.SPE je vybavena L1 cache pamětí s velikostí 256 kB, avšak na rozdíl od klasické cache, která je k nalezení na téměř všech dnešních jádrech a jako taková je brutálním způsobem automatizovaná, u Cellu záleží na programátorovi softwaru, jak velkou její část dovolí SPE jednotce používat.

To jednak klade obrovské nároky na složitost programu, avšak na druhou stranu to umožňuje perfektní správu paměťového subsystému.

Infrastruktura Cellu tak tvoří jakousi buněčnou síť, neboť každá jednotlivá SPE část komunikuje s ostatními pomocí EIB sběrnice a také v neposlední řadě s mozkem celého systému, který tvoří IBM PowerPC.EIB je de facto směsicí čtyř datových kanálů se šířkou 128 bitů vedoucí k L2 cache, k paměťovému řadiči (Memory Interface Controler) a FlexIO sběrnici, která posílá data ven mimo čip.

Zbytek hardwarové záhady zvané Cell leží na bedrech 64bitového PowerPC, které ke své činnosti využívá 32 kB L1 cache a 512 kB L2 cache.

PPE, jak zní zkratka pro srdce Cellu (PowerPC Processing Element), přímo pracuje s paměťovým kontrolerem, přijímá, synchronizuje a dále rozděluje výpočetní práci na jednu a více SPE jednotek.MIC (Memory Interface Controler) a FlexIO jsou zodpovědné za komunikaci čipu s okolním hardwarem.

MIC je napojen přímo na EIB sběrnici a posílá data z hlavní paměti a do ní.

Jeho obdobou je podobný řadič, který ke své práci využívají jádra AMD Athlon 64.MIC je tedy vestavěn přímo do jádra čipu Cell a díky přístupu k dvoukanálovým XDR Rambus pamětem poskytuje maximální přenosové pásmo s šířkou 25 GB/s.

Zbytek systému s Cell procesorem komunikuje za pomoci již zmíněné FlexIO sběrnice - ta umožňuje jeho bleskurychlé propojení s okolím maximálními 76,8 GB dat přenesených za jedinou sekundu.

Budoucnost čipu Cell se nachází za hranicemi konzole PlayStation 3, neboť jeho návrh vyniká neskutečně tvárnou architekturou.Cell se tak nemusí nacházet pouze v herních zařízeních, ale po doplnění o další SPE části, což návrh EIB sběrnice umožňuje, jej bude možné spatřit i v mnohem výkonnějších výpočetních zařízeních.

IBM, Sony a Toshiba nevylučují použití Cellu coby procesoru určeného pro pohon chytrých mobilních telefonů nebo PDA.

SPE jednotky je totiž možno také odebírat, a tak architekturu Cellu téměř libovolně přizpůsobovat požadavkům zákazníka.IBM podotýká, že Cell je ”systémem na čipu”. Info blok: Cell v číslech: Počet tranzistorů: 234 miliónů (Intel Pentium 4 Prescott cca 125 miliónů) Plocha: 221 mm čtverečných (Intel Pentium 4 Prescott 122 mm čtverečných) Taktovací frekvence: 4–4,6 GHz (Intel Pentium 4 Prescott dnes max.

3,8 GHz) Výkon: 256 gigaflops (tj.

256 miliard početních operací za sekundu, nejpomalejší superpočítač z top 500 zvládne 851 Gflops, Intel Pentium 4 Prescott cca 25–35 Gflops) Paměť na jádru: 2,5 MB (poslední návrhy desktopového Pentia 4 počítají s 2 MB) Technologie výroby: 90 nm, později 65 nm Použití: nejprve konzole Sony PlayStation 3, specializované návrhy Cellu pro grafické stanice přes mobilní telefony a PDA.Intel v Cell nevěří ”Jedním z velkých problémů procesoru Cell je, že jeho výpočetní jednotky, z nichž se skládá, jsou různé, a tím zásadně narůstá složitost programovacích postupů a spolu s nimi i množství chyb, které se v nich zákonitě objeví.

Cell se jeví jako auto se dvěma odlišnými motory pod kapotou,” sdělil Justin Rattnet, softwarový vývojář společnosti Intel..

Konzole příští generace s výkonem superpočítače
Deprecated: Function eregi() is deprecated in /data/www/virtuals/level.cz/www/www_root/templates/level_cz/html/com_content/article/default.php on line 268

Zaregistrujte se a přečtěte si více...

	KOMENTÁŘE
Jméno E-Mail Komentář 500 znaků zbývá