Простые ребята, по имени Cell !

Cell — центральный процессор

Разработанный консорциумом STI процессор Cell представляет собой многоядерный асимметричный CPU. Всего Cell насчитывает 9 ядер, но лишь одно из них является полноценным — это ядро основано на архитектуре IBM Power и носит название PPE (Power Processing Element).

(Сюрприз-сюрприз! PS3 стала третьей и последней консолью нового поколения, использующей архитектуру IBM Power, — выражаем своё почтение компании IBM, сумевшей «подсадить» на свои процессоры всю консольную индустрию.)

Хоть PPE и является относительно урезанным процессорным ядром (In-Order Execution с мультитредингом, всего лишь 512 КБ кэша L2), но одновременно оно же, — самое полноценное ядро в чипе Cell.

Восемь остальных ядер называются SPE (Synergistic Processing Elements), и представляют собой SIMD-«числодробилки» — маленькие, глупые и малоэффективные при исполнении традиционного, не оптимизированного кода. Однако на специально подготовленном для SPE коде Cell, благодаря этим маленьким, но злым «числодробилкам», демонстрирует потрясающую производительность, сопоставимую с производительностью целых вычислительных кластеров на традиционных CPU. Соответствующими показателями предельной производительности Sony любит впечатлять людей, не понимающих, что эти показатели из Cell можно извлечь лишь в узком круге задач.

Каждый SPE снабжен 256 КБ «локальной памяти» — это не кэш, а полноценная память, доступ к которой осуществляется с минимальной латентностью и максимальной скоростью.

Все ядра процессора Cell через шину Element Interconnect Bus могут независимо общаться друг с другом, с памятью (через встроенный контроллер Rambus XDRAM) и с устройствами, подключенными к Rambus FlexIO (через встроенный контроллер FlexIO).

В целом процессор Cell можно представить себе как один традиционный процессор (PPE), окруженный кучкой быстрых сопроцессоров (SPE), которые, в случае исполнения оптимального для них кода, обеспечивают непревзойденную производительность.

Тут можно провести параллель между процессорами Cell и Emotion Engine: EE представлял собой одно «полноценное», «центральное» ядро (MIPS R5900) с 2 векторными сопроцессорами VP0 и VP1; Cell представляет собой одно «полноценное», «центральное» ядро (IBM Power, PPE) с 8 векторными сопроцессорами SPE. Есть что-то общее, не правда ли? Разумеется, как «центральное» ядро, так и сами сопроцессоры в Cell изрядно «потяжелели» и стали на порядки быстрее и умнее по сравнению со своими предшественниками в Emotion Engine, однако базовая схема построения CPU консоли PlayStation не изменилась.

Непосредственно в PlayStation 3 один из SPE процессора Cell отключен ради повышения процента пригодных для использования в консолях чипов, а еще один — зарезервирован под системные нужды (исполнение операционной системы, защита от копирования и т.п.). Таким образом, PS3-играм реально доступно лишь 6 SPE Cell. При этом следует учесть, что на SPE приходится считать и весь игровой звук — что, по большому счету, снижает число доступных разработчикам SPE до 5.

Но шесть процессорных ядер, каждое из которых обладает SIMD-функционалом, а PPE вдобавок еще и умеет исполнять две программных нити одновременно (аналог HyperThreading, но, по слухам, с гораздо более высокой эффективностью) — это, по сегодняшним меркам, довольно много. Вопрос лишь в том, насколько сложно извлечь из «числодробилок» Cell их пиковую производительность. И здесь дела обстоят не очень хорошо.

По сути, программа для SPE ограничена не только необходимостью «ложиться» на архитектуру «числодробилки» (а это, как минимум, означает, что она должна хорошо поддаваться SIMD-зации и избегать использования условных переходов и вычислений с вещественными числами двойной точности), но и довольствоваться 256 КБ оперативной памяти (доступ к основной памяти обладает такой латентностью, что пользоваться им можно лишь в исключительных случаях — а кэша у SPE нет).

Если исходить из того, что программирование SPE — задача весьма нетривиальная, и требует переучивания со стороны программистов, а одно ядро PPE — откровенно мало для современных видеоигр, то мы получаем серьезную проблему: программистам приходится учиться достигать того же результата новыми алгоритмами. То есть, тратится время (а время — это деньги), и тратится оно на «изобретение велосипеда».

Другими словами, Cell, конечно, потенциально хороший процессор, но будет ли его потенциал всё еще актуален к тому моменту, когда его научатся извлекать — вопрос сложный. Пока трудности программирования Cell являются препятствием для создания качественных PS3-игр, конкуренты, обладающие процессорами слабее и проще, собирают под своё «крыло» полные и временные эксклюзивы, что не лучшим образом сказывается на имидже PlayStation 3 в целом.