【レポート】

ISSCC 2005 - ついに姿を現した「Cell」、9つのコアで256GFlops超の演算性能

 

サンフランシスコ市で始まったISSCC 2005会場において、IBM、ソニー、東芝の3社は、Cellの論文発表に関するプレス向け説明会を開催。同プロセッサのプロトタイプの詳細を明らかにした。ISSCCでは、Rambusの発表を含めると、合計5本のCell関連の発表が予定されている。

221平方ミリのCellのダイ

Cellのダイとパッケージ

プロトタイプは、64bitのPowerプロセッサコア(PPE: Power Processor Element)と、8ユニットの独立したストリーミング・プロセッサコア(SPE: Synergistic Processor Element)で構成されるマルチコア・チップである。製造には90nm SOI技術が用いられており、221平方ミリのダイに、2億3,400万個のトランジスタを搭載。4GHzを超える動作速度が確認されているという。

全体を管理するメインプロセッサとなるPPEは、デュアルスレッドを実行可能なSMT(Simultaneous Multi-threading)設計で、マルチメディア向け命令セットVMXを備え、合計32KBの命令キャッシュとデータキャッシュ、512KBのL2キャッシュを搭載する。

Cellのダイと300mmウエハを示すIBMのJim Kahle氏

計9つのコアを持つCellのダイフォト

Cellに演算性能を提供するSPEは、2命令の同時実行が可能。それぞれにLocal Store(LS)という256KBのメモリが用意されており、DMAエンジンに接続されている。コア間は、16byte×4のデータリングで、複数の転送をサポートするEIB(Element Interconnect Bus)で結ばれている。Cellはモジュラー・アーキテクチャを採用しており、SPE数を増減することで、浮動小数点演算能力を調整できる。8個のSPEによる単精度の演算性能は256GFlopsを超えるそうだ。

メインメモリおよびI/Oには、非常に幅広いバンド幅が確保されている。メインメモリはRambusのXDRを採用し、デュアルXDRコントローラのメモリ帯域は25.6GB/s(3.2Gbps)。チップ間の接続にはFlexIO技術が用いられており、最大2つの外部デバイスをコンフィギュア可能。6.4Gbpsの転送速度で、データ転送幅は76.8GB/sとなっている。

デジタル熱センサー×10を備えた自律的なパワー管理機能を搭載。Linuxを含む複数のOSを同時に実行できる中立性、レガシーアプリケーションやソフトウエア開発のサポートなど、アーキテクチャの柔軟性が特徴の一つ。さらにリアルタイム処理を実現するリソース管理や仮想技術は、これまでにないコンピューティングをもたらす設計となっている。

Cellプロセッサの製造は、まずIBMがニューヨーク州イースト・フィッシュキルの300mmウエハ工場で開始し、続いて2005年中にSCEIも長崎工場で開始する計画となっている。



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