İşlemci Raporu

Öncelikle IBM, Toshiba ve Sonynin üzerinde çalıştığı yeni bir mimarî olan CELLe göz atıyoruz. CELL denilen kavram bir işlemci mimarîsi. SIMD temelli bir mimarî olan CELL işlemci içindeki işleme birimlerinin küçük parçalara bölünmesini ve hızlı bir işlemci içi veriyoluyla bağlanmasını öngörüyor. SIMD; işlemcilerde kullanılan, açılımı tek komut çok veri (single instruction multiple data) olan bir komut biçimidir. Örneğin SSE, SSE2 ve SSE3 denilen (Streaming SIMD Extensions) işlemci komut kümeleri buna örnek olabilir. Sistem bu tür kodları ve kendi özel komut setini daha verimli işleyerek işlem gücünü artırıyor. Tabii ki bu işlemci de, çok işlemcili sistemler, Intel’in HyperThreading’le sanal çift işlemcili sistemleri ve şu sıralarda piyasada görmeye başladığımız çift çekirdekli işlemciler gibi bu işlemci de en iyi sonucu desteklediği komut kümelerine ve çalıştırma tarzına göre eniyilenmiş kodlarla güçlerini en iyi şekilde gösterebiliyorlar. Bu eniyilemeler olmasa da işlemci yine güçlü bir işlemci; fakat gerçek güç ve fark için kodların her zaman uyarlanması gerekmektedir.

CELL işlemcisi günümüzde kullanılan işlemcilerden mimarî olarak farklı dedik. Fark şurada yatıyor: Çekirdeğin içinde bir IBM PowerPC işlemcisi var. Bunun yanında, içeride sekiz tane de yardımcı simetrik işlem birimi bulunuyor. Pratikte baktığınızda burada dokuz adet çekirdek var. Bunlardan bir tanesi ana işlemci, diğerleri ise yavru işlemciler.

Yavru işlemci dediğimiz birimler (özgün metinde Attached Processor Unit veya Synergetic Processing Unit olarak geçiyor) kendi yerel bellekleriyle ve aritmetik ve kayar nokta işlem birimleriyle kendi başlarına birer işlemci durumundalar. Bu minik işlem birimlerinin her birinde 256 KB bir yerel bellek (önbellek değil) ve 128 tane 128 bit yazmaç bulunuyor. Ayrıca her birinde dört aritmetik ve dört tane de kayar nokta işlem birimi var. Her işlem birimi doğrudan bellek erişim birimiyle ana belleğe erişiyor. Çünkü bu işlemciler tamamen kendi başlarına birer işlemci durumundalar. Henüz bir tanesini çalışırken göremedik; fakat erişebildiğimiz kaynaklarda bahsedilenlere göre işletim sistemi bir şekilde bu işlemcilere ayrı ayrı iş yaptırabiliyor ve bunun mümkün olması da tahminen doğrudan sistem belleğine erişebilmeleriyle mümkün.

İlk başta durumun biraz karışık geldiğini düşünüyoruz. Neden önbellek değil de yerel bellek demiş olduğumuz açıklayalım. Sistemin kendi karmaşık tasarımına önbellek adresleme teknikleri ve önbellek tutarlılığı (cache coherency) sistemlerinin eklenmesi olayı daha da karmaşık bir hâle getireceğinden bu yola gidilmemiş. Hem sinerjik işlem birimlerinin işlevselliğini artırmak hem de tasarımda işi yokuşa sürmemek için bu yerel bellekleri klasik anlamda bir önbellek olarak değil daha farklı şekilde tasarlamışlar. Önbellek tutarlılığı sistemini ikame etmek için de verileri kullanımda olarak işaretleyen bir teknik kullanılmış. Böylece klasik çok işlemcili sistemlerde işlemcilerin önbelleklerindeki verilerin birbiri ardına güncellenmesi gibi bir sorun kalmamış.

Baştaki işlemci ise basitleştirilmiş bir 64 bit PowerPC işlemcisi. Kendine ait bir birinci seviye ve ikinci seviye önbelleğe sahip. Aynı şekilde sistemdeki diğer işlemciler gibi esas veriyolu üzerinden ana belleğe ve dolayısıyla sisteme bağlanıyor. Bu işlemcideki ikinci seviye önbellek 512 KB. Bu işlemci VMX (Vector Multimedia Extensios) desteğine sahip.

CELL işlemcilerinin bir bütün olarak genel özellikleriyle bitirelim: İşlemci tahminlere göre 4 GHz üzerinde bir saat hızına sahip olacak; fakat işlemci başarımın değerlendirmesinde mimarinin yanında saat hızının hiçbir anlamı olmadığını zaten biliyoruz, değil mi? 🙂 İşlemci içinde özel bir bellek denetçisi var (AMD 64 serisi işlemciler gibi). Bu bellek denetçisi çift XDR bellek arabirimiyle 25 GB/s üzerinde bir işlemci-bellek arası iletim hızı sağlayabiliyor. İşlemci üzerindeki bir bağlantı arabirimiyle diğer CELL işlemcilerle doğrudan bağlanabiliyor. İşlemcilerde donanımsal sayısal hak yönetimi bulunuyor. Zaten Sony gibi yayıncılık konusunda da söz sahibi olan bir firmanın ürününde bu özelliğin bulunması çok doğal. İlk deneme örneklerinde 90 nanometre üretim teknolojisini kullanan işlemciler 221 mm