来自IBM、索尼、东芝的研究人员今天揭开了人们期待已久的Cell微处理器的面纱。这个多芯、多线程的游戏引擎被称作是"单一芯片上的超级计算机"。这三家公司披露了这项为期四年的项目的一些第一手技术资料。Cell将会成为索尼PlayStation 3的芯片,他的效能达到现有PC处理器的十倍。

一位IBM官员,Cell技术设计中心的技术主管,Jim Kahle说Cell主要被设计用于数字家庭应用,该芯片能够用于广泛的设计模式,还能可靠地工作于多系统之下。该公司正在开发开源的编译器为程序员提供软件开发工具。

这些基于90纳米处理工艺的晶片原型和芯片由IBM位于East Fishkill的生产设施来生产。索尼还会在日本长崎生产一部分的芯片。

该芯片由一个64位PowerPC处理器和8个被称作"协作处理元素"简称SPEs的分处理器构成。这一核心能够支持多操作系统和虚拟真实科技下的程序模块,Kahle说。

芯片制造商近年来开始转向多核心设计,因为单核心处理器的已经难以继续发展。单核心处理器可以被设计成执行多线程指令,但是他必须尽可能地加快自身速度来提高效能,这样会产生大量热量。多核心处理器可以平行地执行指令,这意味着多线程指令可以被同时执行。利用多核心设计,芯片制造商能以更低的能耗及更少的发热量来获得更大的效能。

Kahle说Cell的设计者已经知道如何同时推进频率和平行运算。Cell至少可以运行在4.5GHz的频率上,但这些公司还没有决定最终产品的频率。他说这个芯片将运用类似于PS2的风冷设计。

一名技术分析师说Cell估计会消耗30W左右的电能,类似于PS2的情感引擎处理器,和Intel的Pentium M处理器的能耗也相近。

双线程PowerPC芯片将作为另八个单线程SPEs处理器的控制器。SPEs处理器被设计用于浮点运算。浮点运算能力对于图像处理和超级计算机应用都是极其重要的因素。

每个SPEs芯片拥有256KB缓存,PowerPC芯片拥有32KB一级缓存和512KB二级缓存。由于具有执行10线程指令的能力,该芯片需要极快的存储器和I/O总线。因此它将搭配3.2GHz的Rambus公司的XDR总线来作为存储器介质,以及6.4GHz的FlexIO总线来作为I/0介质。与传统处理器相比,Cell相当大,占用221mm见方的尺寸。而最新的Pentium M处理器只有84mm见方。大尺寸的处理器会导致制造成本大幅增加。

今天展出的Cell处理器还只是一个原型。很可能要等这三家公司为其运用65纳米工艺后才会大量投产。65纳米工艺不仅可以为其压缩体积,还能够降低制造成本。

新闻来源