Анатомия Cell
Процессор Cell значительно отличается от привычных x86-чипов. Микросхема включает 64-разрядное ядро POWER и восемь процессорных элементов (Synergistic Processor Element — SPE), представляющих собой специализированные микрокомпьютеры. IBM позиционирует Cell как систему на чипе, подобно процессорам POWER5, мультипроцессорность у Cell предусмотрена изначально.
По имеющимся сведениям, прототип Cell основан на 64-разрядном ядре POWER и восьми 32-разрядных блоках SPE. Эти компоненты соединены скоростной шиной EIB, кроме того имеется встроенный двухканальный контроллер памяти, который сегодня способен работать с быстрой памятью Rambus XDR (максимальный объем 256 Мбайт). Связь с остальными компонентами производится посредством системной шины FlexIO (кодовое название Redwood) с пиковой тактовой частотой 6,4 ГГц, FlexIO может связывать и другие процессоры Cell.
До сих пор неясно, какой чип на самом деле является предком процессорного ядра Cell — известно лишь, что это не Power5 и не PowerPC 970. В любом случае, PPE процессора Cell обладает кэш-памятью первого уровня объемом 64 кбайт (32 кбайт — данные, 32 кбайт — инструкции) и 512 кбайт второго уровня, а также конвейером длиной 11 стадий, что по нынешним меркам немного. Несмотря на короткий конвейер, разработчики сообщают о грандиозном частотном запасе у Cell.
Cell обладает встроенной технологией управления энергопотреблением. Если учесть, что компания Sony — лицензиат технологии Long Run от Transmeta, то возможно, именно она применяется в новом процессоре.
Гораздо более интересны специализированные 128-битные синергистические (synergistic) процессорные элементы. В них 128-битный операнд разделяется на четыре 32-битных слова, каждый SPE представляет собой специализированный процессор для работы с потоковыми инструкциями SIMD — для процессоров Intel аналогами являются блоки SSE, для AMD — 3DNow! Возникает справедливый вопрос: зачем целых восемь SPE? Точного ответа на него нет, хотя можно сделать некоторые предположения. Наличие восьми блоков обработки потоковых данных дает повод назвать Cell «гипермультимедийным», более того, компания IBM сама считает Cell симбиозом собственно процессора и графического чипа. Потоковых данных в окружающем нас мире очень много, поэтому чтобы загрузить все восемь SPE, практических применений можно придумать достаточно: задачи шифрования, перекодирования в реальном времени видео и аудиоинформации, архивация, трехмерная анимация и т. д. На этом фоне заданный выше вопрос видоизменяется: почему у процессоров x86 подобных блоков так мало?
