"Seit einiger Zeit geistert ein Name wie ein Mythos durch die Computerszene: 'Cell' - die wundersame Prozessortechnik aus dem Hause Sony,die auch in der PlayStation 3 Verwendung finden soll.Für Furore sorgte schließlich die Ankündigung,dass ihr patentierter 'Cell'-Chip die Schallmauer von ein TeraFLOPS (1 Billion Operationen pro Sekunde) durchbrechen wird.Zum Vergleich: Der momentan schnellste Rechner der Welt,der "Earth Simulator",bringt es auf 36 TeraFLOPS,während ein handelsüblicher Pentium-4-Rechner mit 3 GHz auf ungefähr 0,012 TeraFLOPS (zwölf GigaFLOPS) kommt.Damit würde sich die PS3 bei den schnellsten Superrechnern der Welt Platz 56 sichern.Wie soll das aber möglich sein?
Modulare Zeiten
Die 'Cell'-Architektur,die 5 Jahre Entwicklung und über 400 Millionen US-Dollar veschlang,ist speziell auf die Netzwerkkommunikation ausgelegt.Dazu hat jeder 'Cell' uneingeschränkten Zugriff auf Datenspeicher,Prozessoren und Ressourcen anderer 'Cells'.Dieser universelle,leicht erweiterbare Aufbau kann neben der neuesten PlayStation-Generation auch in Servern,PCs,Notebooks,PDAs oder vielleicht auch bei zukünftigen Handhelds Verwendung finden - mehrere Cell-Einheiten pro Gerät werden wohl keine Seltenheit sein.Für die Kommunikation im lokalen oder globalen Netz identifizieren sich die Einheiten via unverwechselbarer IP-Adresse.Damit kann jede Zelle auch separat angesprochen und genutzt werden.Im Netzwerk-Verbund verschmelzen diese zu einem Rechner mit gigantischer Leistung.Inwieweit diese Technik nutzbar ist,bleibt noch abzuwarten.Sony hält sich mit derartigen Plänen noch bedeckt.
Stück für Stück
Die Modularität setzt sich im Aufbau eines 'Cell'-Chips fort: Dieser setzt sich nämlich aus einem oder mehreren unabhängigen CPU-Elementen (Processing Element - PE) zusammen (siehe Abbildung oben),die beliebig stapelbar sind.Sie enthalten allesamt eine hochgezüchtete Prozessor Einheit (Processing Unit - PU) mit PowerPC-Kern für Steueraufgaben.Dazu gesellen sich noch Coprozessoren (Attached Processor Units - APUs) sowie ein DMAC (Direct Memory Access Controller) für den blitzschnellen Speicherzugriff.
Neben Rechenoperationen organisiert und koordiniert die PU Daten und Anwendungen für die unabhängig agierenden APUs.Letztere bauen sich aus vier Integer-Prozessoren,vier Fließkomma-Prozessoren (FPUs) und lokalem Stapelspeicher (128kB) auf (siehe Abbildung links).Dabei erlangt eine einzelne APU die theoretische Leistung von 32 GFLOPS.Den nötigen Speicher beantragen die 128-Bit-Unterprozessoren beim Speichercontroller DMAC,der die Zugriffe auf den Hauptspeicher koordiniert.
Die einfache Kombinierbarkeit und der Verbund nach dem Baukastenprinzip garantiert hohe Verarbeitungskapazitäten der 'Cells' und die Eliminierung der berüchtigten 'Flaschenhälse'.Wir sind gespannt ob sich die in der Praxis wirklich als Wunderchip entpuppt.
In der nächsten Ausgabe beleuchten wir den Aufbau der PS 3 und nehmen deren Anwendung unter die Lupe.ts