Prvek zpracování energie - Power Processing Element

tento článek potřebuje další citace pro ověření. Prosím pomozte vylepšit tento článek podle přidávání citací ke spolehlivým zdrojům. Zdroj bez zdroje může být napaden a odstraněn. Najít zdroje: "Prvek zpracování energie"  – zprávy  · noviny  · knihy  · učenec  · JSTOR (Duben 2020) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony)

The Prvek zpracování energie (OOP) zahrnuje a Jednotka pro zpracování energie (PPU) a mezipaměť L2 512 kB. Ve většině případů se PPU používá v OOP. PPU je a 64-bit dvojitý závit v pořádku PowerPC 2.02 mikroprocesor jádro navrhl IBM pro použití především v herní konzole PlayStation 3 a Xbox 360, ale také našel aplikace ve vysoce výkonných počítačích v systému Windows superpočítače například nastavení záznamu IBM Roadrunner.

PPU se používá jako hlavní jádro CPU ve třech různých provedeních procesoru:

• The Cell Broadband Engine (Cell BE), který se používá hlavně v Sony je PlayStation 3 herní konzole. Používá OOP a je dodáván ve třech verzích, 90 nm, 65 nm a 45 nm.
• The PowerXCell 8i což je verze buňky BE s vylepšeným FPU a paměťovým subsystémem. Byl vyroben pouze jako jediná 65 nm verze.
• The XCPU který se používá v konfiguraci se třemi jádry a jednotnou mezipamětí L2 1 MB uvnitř Microsoftu Xbox 360. Dodává se ve třech verzích, 90 nm a 65 nm, a 45 nm XCGPU s integrovaným grafický procesor z ATI.

Hlavní rysy

• 64bitové jádro se dvěma vlákny
• 3,2 GHz typická taktovací frekvence
• 32 kB Mezipaměť instrukcí L1
• 32 kB Mezipaměť dat L1
• Sjednocená mezipaměť L2 512 kB, 8-way set asociativní ve variantě OOP.
• Kompatibilní s 64bitovým PowerPC ISA v.2.02 (POWER4 a PowerPC 970 )^[1]
• AltiVec SIMD funkčnost

Exekuční jednotky

• Pobočková jednotka (BRU)
• Celočíselná jednotka s pevným bodem (FXU)
• Načíst a uložit jednotku (LSU)
• Jednotka s plovoucí desetinnou čárkou (FPU)
• Vector Media Extension Unit (VMX)

V pořádku

PPU je procesor v pořadí, ale má některé jedinečné vlastnosti, které mu umožňují dosáhnout některých výhod provádění mimo objednávku bez nákladného hardwaru pro opětovné objednání. Po dosažení chybějící mezipaměti L1 - může se provést za chybějící mezipamětí a zastaví se, pouze když je instrukce skutečně závislá na zatížení. Může odeslat až 8 pokynů pro načtení do mezipaměti L2 mimo pořadí. Má potrubí zpoždění instrukcí - boční cestu, která mu umožňuje provádět pokyny, které by za normálních okolností způsobily stánky potrubí bez zvednutí zbytku potrubí. Potrubí zpoždění instrukcí se používá pro načítání / ukládání mimo objednávku: chyby mezipaměti jsou tam umístěny, zatímco se pohybuje dále.

Potrubí PPE

PPE má 23 stupňů obecného potrubí s dalšími 11 možnými stupni pro mikrokód a dalšími 4 možnými stupni pro predikci větví. ^[2]

Multithreading

PPU běží dva hardwarová vlákna zároveň. The hlavní registry pro provádění kódu jsou duplikovány, stejně jako registry výjimek a zpracování přerušení a několik základních polí a front. Mohou generovat výjimky současně a provádět predikci větví na svých individuálních historii větví. Spouštěcí modul a mezipaměti však nejsou duplikovány - stále tedy jde pouze o jednojádrový design.^[3]

Kapacita s plovoucí desetinnou čárkou

Své 64-bit dvojnásobná přesnost jednotka s plovoucí desetinnou čárkou a 128 bitů Jednotka VMX (pomocí AltiVec instrukční sada), může provádět teoretických 12 operací s plovoucí desetinnou čárkou na cyklus, protože její jednotka s plovoucí desetinnou čárkou může provádět násobné přidávání s plovoucí desetinnou čárkou a nesmí být menší než 64 bitů. To dává 3,2 miliardy hodinových cyklů × 12 = 38,4 miliard operací s plovoucí desetinnou čárkou / s.

PPU je vylepšena v PowerXCell 8i procesor schopný provádět operace s plovoucí desetinnou čárkou s dvojitou přesností v jednom cyklu, přizpůsobené pro vysoce výkonné výpočty v superpočítačích.

Jednotka VMX v XCPU v Xbox 360 je vylepšena o 128 registry a není zcela kompatibilní s běžným AltiVec.

Reference