Cell (úplný název architektury: Cell Broadband Engine Architecture , také zkráceně CBEA nebo v některých případech Cell BE ) je mikroprocesorová architektura společně vyvinutá společnostmi Sony , Toshiba a IBM , které vytvořily alianci známou jako „STI“. Vývoj architektury a první prototypy byly vytvořeny v STI Design Center během čtyřletého období od začátku března 2001 s rozpočtem , který IBM tvrdí, že je přibližně 400 milionů $ [ 1] . Cell kombinuje univerzální jádro architektury POWER s koprocesory [2] , které výrazně zrychlují multimediální a vektorové zpracování.
První komerční využití procesoru Cell je v herním systému Sony PlayStation 3 . Toshiba používá Cell ve svých domácích kinech HDTV . Exotické funkce ( paměť XDR a sběrnice EIB [3] ) předurčují buňku pro budoucí aplikace v superpočítačovém prostoru, které mohou využít plný výkon procesoru při výpočtech s pohyblivou řádovou čárkou . IBM oznámila plány na použití procesorů Cell jako přídavných karet v sálových počítačích IBM System z9 , aby bylo možné tyto stroje použít jako servery pro MMORPG .
Architektura Cell využívá novou technologii koherence paměti , na kterou IBM podalo velké množství patentů. Tato technologie klade důraz na vysoký výkon na watt . Šířka pásma paměti má přednost před latencí a špičková propustnost jádra má přednost před jednoduchostí kódu . Z tohoto důvodu je Cell považován za komplexní platformu pro vývoj aplikací. IBM poskytuje komplexní vývojovou platformu založenou na Linuxu , která vývojářům pomáhá překonat tyto výzvy [4] . Hlavním problémem zůstává přizpůsobení stávajícího softwaru pro architekturu Cell. Přes všechny obtíže studie ukázaly, že Cell poskytuje výhodu v některých typech vědeckých počítačů [5] .
V listopadu 2006 byl David Bader z Tech University zvolen ředitelem Cell STI Processor Center of Excellence. Toto centrum se věnuje budování komunity programátorů Cell a rozšiřování průmyslové podpory pro Cell.
V roce 2000 se Sony Computer Entertainment , Toshiba Corporation a IBM spojily, aby vyvinuly a vyrobily procesor Cell. Toto sdružení se stalo známým jako STI. Vývojové centrum STI bylo otevřeno v březnu 2001 [6] . Vývoj trval čtyři roky, podílelo se na něm více než 400 inženýrů ze tří společností za podpory 11 vývojových center IBM.
Během vývoje IBM podala velké množství různých patentů týkajících se architektury, výrobního procesu a programování buňky. Raná verze patentu obsahovala popis vyvíjeného procesoru , který se skládal ze čtyř „počítačových prvků“, z nichž každá sestávala z osmi aritmetických procesorových jednotek.
Ve finální verzi se procesor nazývá Cell Broadband Engine (Cell BE), obsahuje 1 blok „ POWERtm Processing Element “ (PPE) a 8 bloků „ Synergistic Processing Element “ (SPE). PPE má architekturu RISC POWER a je navržen tak, aby provozoval operační systém a také koordinoval práci SPE. Posledně jmenované jsou vektorové procesory architektury SIMD . Při 3,2 GHz má každý SPE teoretický výkon 25,6 GFlops a 8 SPE může dosáhnout 200 GFlops [7] . Navzdory skutečnosti, že jmenovitá frekvence procesoru je 4 GHz, jeho správný chod je možný na frekvencích až 5,6 GHz.
Zpočátku byla pro výrobu procesoru použita 90nm SOI (SOI) technologie , ale v březnu 2007 IBM oznámilo zahájení výroby Cell pomocí 65nm technologie ve svém závodě v East Fishkill, New York (USA). A v únoru 2008 IBM oznámilo, že bude vyrábět Cell na 45 nanometrech.
Dalším vývojem procesoru je generace PowerXCell 32iv, jejíž vydání bylo naplánováno na rok 2010. Počet prvků OOP v něm byl navýšen 2x a SPE - o 4, bude vyráběn procesní technologií 45 nm SOI (silicon on insulator). V listopadu 2009 však představitelé IBM oznámili, že vývoj nové generace procesorů Cell s 32 SPE byl ukončen. To ale neznamená, že vývoj dalších, budoucích produktů rodiny Cell byl zastaven.
V květnu 2005 bylo oznámeno použití Cell v Sony PlayStation 3 videoherních konzolích . Pracovní frekvence byla snížena na 3,2 GHz a počet dostupných jader SPE byl snížen na 6 (jedno jádro je vyhrazeno pro potřeby OS a jedno další je blokováno pro zvýšení výkonu pracujících procesorů, a tak bylo možné výrazně snížit cenu). Tyto procesory byly vyrobeny technologií 90 nm [ 8] .
Na podzim roku 2006 vydala IBM blade server QS20 vybavený dvěma procesory Cell BE. V superpočítači IBM Roadrunner jsou použity moduly QS22 vybavené dvěma procesory PowerXCell 8i (upravená verze Cell BE s podporou hardwaru s dvojitou přesností) .
Na základě procesoru Cell byl vyvinut zjednodušený procesor Toshiba SpursEngine pro provádění multimediálních úloh, jako je kódování toku videa AVCHD .