Xenon
es el nombre comercial del procesador de la consola XBOX 360 de Microsoft. No,
espera; era el procesador de la
consola cuando esta salió al mercado. Desde entonces ha pasado por varias
revisiones, hagamos un resumen rápido y luego la vemos en detalle:
1.
Xenon
(2005-2006): diseño original lanzado en Noviembre de 2005. CPU (IBM), GPU (ATI)
y eDRAM separadas y fabricadas por proceso de 90 nm (nanómetros = 10-9
metros). Suministro de 230 W, 12V a 16.5 A. Se calentaba en exceso y dio lugar
al famoso fallo “Red Ring of Death” (Anillo Rojo de la Muerte) por el que
Microsoft tuvo que reemplazar y retirar las consolas del mercado.
2.
Zephyr
(2006-2007): se introduce el soporte a HDMI y se mejora la refrigeración de la
GPU. Además permite instalar opcionalmente un disco duro de 120 GB.
3.
Opus
(2007): CPU fabricada en 65 nm y eDRAM en 80 nm. Se mejoran la refrigeración de
la CPU (que será la misma del siguiente modelo; el Falcon) y de la GPU (la
misma que la del modelo anterior; Zephyr). La fuente de alimentación pasa a ser
de 175 W, 12V y 14,2A. No tenía puerto HDMI. Esta era la consola que se le daba
a los que en su día compraron el modelo Xenon.
4.
Falcon
(2007-2008): CPU de 65nm, GPU y eDRAM en 80 nm, puerto HDMI, mejor
refrigeración para la CPU. Fuente de alimentación como la Opus.
5.
Jasper
(2008-2009): CPU y GPU en 65nm y eDRAM en 80nm. Puerto HDMI, memoria Flash
integrada de 16 o 256 MB según versiones. Fuente de alimentación de 150W, 12V y
12.1A.
6.
Valhalla
(2010 hasta ahora): la CPU, GPU y eDRAM se condensan en una única “pastilla”
(die) de 45nm lo que permite un ahorra de espacio en la placa base de un 30%
que a su vez permite rediseñar la consola para que su tamaño sea más reducido.
Incluye ahora 5 puertos USB en lugar de los 3 que había antes y uno adicional
usado específicamente para Kinect. Incluye un disco duro de 250 GB y WiFi
integrada. La reducción del número de componentes, el aumento de los
ventiladores y el rediseño de las ranuras de ventilación hacen que esta versión
sea la más silenciosa y la que menor consumo tiene.
Ahora
vamos con las características del modelo Xenon original, que incluía un
procesador llamado originalmente Waternoose diseñado por IBM y fabricado por
GlobalFoundries que es una compañía lanzada en común por AMD y ATIC.
Dicho
procesador se basa en el set de instrucciones del PowerPC de IBM y está
compuesto por tres núcleos independientes sospechosamente parecidos a los del
Cell de Playstation 3 (más tarde se ha sabido que las mismas personas que
diseñaron el Cell, trabajaron simultáneamente en el desarrollo del Xenon en el
mismo edifico) que funcionan a 3.2 GHz con una caché dedicada de nivel 1 de
32kB para instrucciones y otros 32 para datos. La caché de nivel 2 es
compartida por los tres núcleos y tiene un tamaño de 1024 kB. .Su ancho de
banda con el bus de sistema es de 21.6Gb/s.
Cada
procesador tiene dos hilos de ejecución simétricos (SMT) lo que hace un total
de 6 procesadores lógicos disponibles. Como hemos visto, al principio se
fabricaron en 90nm CMOS (Complimentary Oxide Metal Semiconductor) con la
técnica SOI (Silicon On Insulator) pero finalmente se redujo a 65nm.
En
el siguiente esquema pueden verse las unidades de que está compuesto este
procesador:
-
FPU: procesador para coma flotante.
-
VMX: unidad vectorial.
-
FXU: unidad para enteros, dos por núcleo.
-
LSU: unidad Load/Store.
La
lista de especificaciones que puede verse en varias páginas dice lo siguiente:
·
90
nm process, 65 nm process upgrade in 2007 (codenamed "Falcon"),
possible 45 nm process dated around early 2009.
·
165
million transistors
·
Three
symmetrical cores, each two way SMT-capable and clocked at 3.2 GHz
·
SIMD:
VMX128 with 2× (128×128 bit) register files for each core.
·
1
MiB L2 cache (lockable by the GPU) running at half-speed (1.6 GHz) with a
256-bit bus
·
51.2
gigabytes per second of L2 memory bandwidth (256 bit × 1600 MHz)
·
21.6
GB/s Front-Side Bus
·
Dot
product performance: 9.6 billion per second
·
115.2
GFLOPS theoretical peak performance
·
Restricted
to In-order code execution
·
eFuse
768bits.
·
ROM
(and 64Kbytes SRAM) storing Microsoft's Secure Bootloader, and encryption hypervisor.
·
Big endian architecture.
Además
de esto es de destacar que el Xenon es un procesador súper escalar y segmentado
de 21 etapas en el cauce que no permite la ejecución fuera de orden, aunque el
procesador basado en el núcleo Pentium III Coppermine128 de la Xbox original sí
lo permitía.
Aquí
podemos ver una foto del procesador completo:
De
entre las técnicas que hemos visto en otros artículos, el Xenon dispone de una
unidad de predicción de saltos,
con 4k entradas por thread de BHT (Branch History Table) además de otras que se
han comentado a lo largo del artículo (jerarquía de memoria, segmentación, etc).
Bibliografía:
