而为了充分利用EIB,并使计算和数据传输相结合,处理元件(PPE和SPE)中的每一个都配备了一个DMA引擎。由于SPE的加载/存储指令只能访问自己的本地scratchpad存储器,因此每个SPE完全依靠DMA来传输数据到主存储器和其他SPE的本地存储器。
该架构的主要设计是使用DMA作为芯片内数据传输的核心手段,以期在芯片内的数据处理中实现最大的异步性和并发性。
此外,能够运行传统操作系统的PPE对SPE有控制权,可以启动、停止、中断和安排SPE上运行的进程。为此,PPE拥有与SPE的控制有关的额外指令。与SPE不同,PPE可以通过标准的加载/存储指令读写SPE的主存储器和本地存储器。
尽管有完整架构,但SPE并不是完全自主的,需要PPE对其进行启动,然后才能进行工作。由于整个系统的大部分计算力来自协处理器,一方面要使用DMA作为数据传输的方法,另一方面每个SPE又受限于较小的本地缓存,这对那些从未接触过Cell软件开发人员是一个非常大的挑战,需要对运行的软件进行非常细致的调整,才能最大程度地开发出这颗处理器的潜能。
事实上,IBM交出的这份答卷看似优秀实则复杂,光是要弄懂这颗处理器和其他普通处理器的区别就要花费不少功夫,而原型芯片过于庞大的规模也导致了最终量产一拖再拖,最终索尼迫于现实压力,无奈地向Cell挥起砍刀。
这一刀砍下去,就砍掉了不少性能,最终发布的首款Cell处理器只搭载了一个主频为3.2GHz的PPE主核心与8个SPE协处理器,为了保证生产良率,还屏蔽了1个SPE,还有一个SPE被分配给操作系统和音频,游戏只能调用6个SPE,其集成了2亿3400万个晶体管,采用IBM的90纳米SOI、Low -K工艺制造,核心面积为221平方毫米,芯片规模与Intel的双核Pentium D相当。
不过也不用太悲观, Cell芯片实际上并不是单纯的CPU,而是包含了一部分GPU的功能,SPE协处理器理论上可以对物理、音频、光源进行几何运算,甚至模拟GPU不支持的后处理特效,如曲面细分,computer shader等等,已经有了今天英伟达GPU中CUDA核心的雏形。
而在Cell开始研发时,索尼所希望的,就是用一颗Cell负责CPU的功能,另一颗Cell肩负起GPU的职能,看似异想天开,实际上并不是完全没有可能,日后还有Leadtek等厂商发布了基于Cell的PCI-E卡,用来加速视频解码。
另外,由于IBM开发之初就考虑到了服务器的需求,还用上服务器级别的256MB XDR高性能内存,因而Cell不仅浮点运算能力强劲,还对并行运算和分布式运算支持良好,只要有足够数量的搭载了Cell的PS3主机,就能组成超级计算机,这一点可以说是让其他桌面端处理器望尘莫及。
照理说,PS3在Cell芯片的指引下,已经是立于不败之地了,在索尼原本的设想中,称霸主机市场不用多说,抢占桌面市场更是指日可待,“索尼大法好”这句调侃仿佛已经变成了现实。
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