Cell (fuldt arkitekturnavn: Cell Broadband Engine Architecture , også forkortet som CBEA , eller, i nogle tilfælde, Cell BE ) er en mikroprocessorarkitektur udviklet i fællesskab af Sony , Toshiba og IBM , som dannede en alliance kendt som "STI". Arkitekturudvikling og de første prototyper blev skabt på STI Design Center over en fireårig periode fra begyndelsen af marts 2001 på et budget , som IBM hævder er omkring $400 millioner [ 1] . Cell kombinerer en POWER -arkitektur til generel kerne med coprocessorer [2] , der fremskynder multimedie- og vektorbehandling markant.
Den første kommercielle brug af Cell-processoren er i Sony PlayStation 3 -spilsystemet . Toshiba bruger Cellen i sine HDTV -hjemmebiografer . Eksotiske funktioner ( XDR -hukommelse og EIB -bus [3] ) placerer Cell til fremtidige applikationer i supercomputing-rummet, der kan bruge processorens fulde kraft i flydende kommaberegninger . IBM har annonceret planer om at bruge celleprocessorer som tilføjelseskort i IBM System z9 mainframes for at gøre det muligt for disse maskiner at blive brugt som servere til MMORPG'er .
Cell-arkitekturen bruger en ny hukommelsessammenhængsteknologi , som IBM har indgivet et stort antal patenter på. Denne teknologi lægger vægt på høj ydeevne pr . watt . Hukommelsesbåndbredde prioriteres over latens , og peak core - gennemløb prioriteres over kodesimpelhed . På grund af dette betragtes Cell som en kompleks platform til applikationsudvikling. IBM leverer en omfattende Linux -baseret udviklerplatform til at hjælpe udviklere med at overvinde disse udfordringer [4] . Hovedproblemet er fortsat tilpasningen af eksisterende software til cellearkitekturen. På trods af alle vanskelighederne har undersøgelser vist, at Cell giver en fordel i nogle typer videnskabelig databehandling [5] .
I november 2006 blev David Bader fra Tech University valgt til direktør for Cell STI Processor Center of Excellence. Dette center er dedikeret til at opbygge et fællesskab af Cell-programmører og udvide industristøtten til Cell.
I 2000 gik Sony Computer Entertainment , Toshiba Corporation og IBM sammen om at udvikle og fremstille Cell-processoren. Denne forening blev kendt som STI. STI Development Center åbnede i marts 2001 [6] . Udviklingen varede fire år, mere end 400 ingeniører fra tre virksomheder deltog i den med støtte fra 11 IBM-udviklingscentre.
Under udviklingen indgav IBM et stort antal forskellige patenter vedrørende arkitekturen, fremstillingsprocessen og programmeringen af cellen. En tidlig version af patentet indeholdt en beskrivelse af den processor , der blev udviklet , bestående af fire "computerelementer", der til gengæld bestod af otte aritmetiske behandlingsenheder hver.
I den endelige version kaldes processoren Cell Broadband Engine (Cell BE), indeholder 1 " POWERtm Processing Element " (PPE) blok og 8 " Synergistic Processing Element " (SPE) blokke. PPE'en har en RISC POWER-arkitektur og er designet til at køre operativsystemet samt koordinere arbejdet i SPE'en. Sidstnævnte er SIMD -arkitektur-vektorprocessorer . Ved 3,2 GHz har hver SPE en teoretisk ydeevne på 25,6 GFlops , og 8 SPE'er kan opnå 200 GFlops [7] . På trods af at processorens nominelle frekvens er 4 GHz, er dens korrekte drift mulig ved frekvenser op til 5,6 GHz.
Oprindeligt blev 90nm SOI (SOI) teknologi brugt til produktionen af processoren , men i marts 2007 annoncerede IBM lanceringen af celleproduktion ved hjælp af 65nm teknologi på sin fabrik i East Fishkill, New York (USA). Og i februar 2008 annoncerede IBM, at de ville fremstille cellen ved 45 nanometer.
Den næste udvikling af processoren er PowerXCell 32iv-generationen, som var planlagt til udgivelse i 2010. Antallet af PPE-elementer i det er blevet øget med 2 gange, og SPE - med 4, det vil blive produceret ved hjælp af 45 nm SOI (silicium på isolator) procesteknologi. I november 2009 meddelte IBM-embedsmænd imidlertid, at udviklingen af en ny generation af celleprocessorer med 32 SPE'er var blevet afbrudt. Men det betyder ikke, at udviklingen af andre fremtidige produkter fra Cell-familien er blevet stoppet.
I maj 2005 blev brugen af Cell i Sonys PlayStation 3 videospilkonsoller annonceret . Driftsfrekvensen blev reduceret til 3,2 GHz , og antallet af tilgængelige SPE-kerner blev reduceret til 6 (en kerne er reserveret til OS'ets behov , og en mere er blokeret for at øge outputtet af fungerende processorer, og det var således muligt at reducere prisen markant). Disse processorer blev fremstillet ved hjælp af 90 nm teknologi [8] .
I efteråret 2006 frigav IBM QS20 bladeserveren , udstyret med to Cell BE-processorer. QS22- moduler udstyret med to PowerXCell 8i-processorer (en modificeret version af Cell BE med dobbelt præcisionshardwareunderstøttelse) bruges i IBM Roadrunner- supercomputeren .
Baseret på Cell-processoren blev en forenklet Toshiba SpursEngine- processor udviklet til at udføre multimedieopgaver, såsom kodning af en AVCHD -videostream .