Cell

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  • Publicado : 11 de febrero de 2011
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Antes de llegar.

La fuerte competencia en el mundo de los procesadores, especialmente entre Intel y AMD, ha producido que la tecnología actual de fabricación de procesadores esta llegando a sus límites. Cada vez la miniaturización de los componentes del procesador es más difícil (el límite de construcción del silicio ronda los 15-20nm, donde el silicio empieza a ceder por falta deconsistencia, ya se ha llegado a los 65nm), el problema de la generación de calor a aumentado, produciendo que sea más difícil aumentar la frecuencia principal del procesador. Todos estos problemas dificultan el aumento de rendimiento de los procesadores.
 
Los procesadores actuales no sobrepasan los 3.8 GHz (obtenido por el Pentium 4 Prescott), necesitan grandes disipadores y ventiladores porque generanmucho calor. No se podía continuar fabricando procesadores de la misma manera, se estaba llegando a un "estancamiento"; era necesario tomar otro camino, utilizar otra variable que hiciera que el rendimiento del procesador aumentará. Entonces, basándose en el procesamiento en paralelo(hilos o threads), se empezaron a construir los procesadores multi-núcleo.

Solo cuando uno ejecute una solaaplicación que no sea paralelizable (no se pueda descomponer en hilos) es cuando no se aprovecha el potencial de procesamiento que tienen estos procesadores.

Su nombre completo es Cell BroadbandEngineArchitecture (CMEA).
El procesador Cell, es un procesador multi-núcleo diseñado por las empresas IBM, Sony y Toshiba (alianza STI) desde el marzo del 2001, costo casi 1000 millones de euros y casi 400personas han trabajado.Sus aplicaciones: Consolas de videojuegos, Servidores, Cine en casa, Supercomputadoras, Computación en clúster, Mainframes.
Los componentes del procesador son:
* 1 Power Processor Element (PPE).
* 8 Synergistic Processor Elements (SPEs).
* Bus de Interconexión de los Elementos (EIB).
* Controlador de Acceso Directo a Memoria (DMAC).
* 2 Controladores deMemoria Rambus XDR.
* Una interfaz Rambus FlexIO (Input / Output).

El PPE es el núcleo principal, este se encarga de coordinar el trabajo de todos los demás núcleos (SPEs), mediante la tecnología SMT (Simoultaneous Multi-Threading). El PPC toma el control del sistema operativo y deja a los SPEs el trabajo de los demás procesos.
EL PPE esta basado en la arquitectura PowerPC de 64 bits, tiene32 KB de caché L1 y 512 KB de caché L2, tiene también tecnología de doble hilo y puede ejecutar dos instrucciones por hilo. Este procesador esta hecho como los RISC clásicos, o sea no es como los PowerPC tradicionales, por eso no tiene implementado la predicción de saltos, y la ejecución de instrucciones es en orden; lo que ahorra una cantidad considerable de transistores, pasando todo esetrabajo al compilador.

Los SPE son los procesadores auxiliares, son unidades de cálculo vectorial. Pueden ejecutar hasta dos instrucciones por ciclo. Cada SPE tiene 128 registros de 128 bits cada uno, 4 unidades de coma flotante, 4 unidades aritméticas enteras, este conjunto se llama SPU y una memoria local de 256 KB (esta memoria es SRAM como las memorias caché, pero no es una de ellas). Al noutilizar memoria caché, se simplifica el diseño del SPE. Los SPEs tienen memoria local para tomar los datos que requieren más rápidamente.
El bus de interconexión de elementos, EIB, esta compuesto por 4 canales de datos de 128 bits, permite la comunicacion entre todos los elementos del procesador, permite también cargar y mover 16GB de datos por segundo hacia y fuera del Cell respectivamente. Paramantener lleno este ancho de banda, el procesador Cell utiliza en sus controladores de I/O y la memoria las tecnologías diseñadas por la empresa Rambus (conocida por haber fabricado las veloces memorias RAM para Pentium 4, las RIMM, que no tuvieron aceptación en el mercado). La memoria XDR de Rambus es bastante rápida, llegando a velocidades 12 veces superiores a las memorias convencionales de...
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