IBM Cell-processors zullen computerlandschap veranderen

Volgens een rapport van de Petrov Group zal de Cell-processor van IBM een revolutie in de computerwereld teweegbrengen. Boris Petrov, manager van het onderzoeksbureau, drukt het op de volgende, overigens zeer plastische manier, uit: 'While I shy away from hyperbole, our report demonstrates that the business impact of IBM's new cellular computing technology will be potentially as profound as the Yucatan asteroid's was on life on Earth millions of years ago.' De Cell-chip werd ontwikkeld door Sony, IBM en Toshiba en zal gebruikt worden als hart van de Playstation 3-console.

Petrov is van mening dat vooral de wending die IBM neemt, weg van de GHz-hype en gefocust op System-on-Chip-integratie, zijn gevolgen zal hebben voor alle grote spelers in de computermarkt, digitale entertainment en de halfgeleiderindustrie. De Cell-processors zullen volgens het rapport de bouwstenen worden van sterk geïntegreerde low-power systemen en bovendien zeer voordelig in grote volumes geproduceerd kunnen worden.

Reacties (59)

[Neoi33]

Hoe snel gaan deze cell chips worden ten opzichte van de gewone chips?

[Bosmonster]

Relatief traag, maar aangezien ze weinig power vragen, weinig warmte afgeven en heel goedkoop te produceren zouden zijn kun je er eenvoudig heel veel bij elkaar zetten.

Er was laatst ook een stuk over een Cell-based supercomputer die dit principe uitlegde. Hiervan werd verwacht dat het alle andere supercomputers weg zou blazen met een veel kleiner gebruikt vloeroppervlak en stroomverbruik.

Ah linkje gevonden:
http://www.tweakers.net/nieuws/32998

[hardwareaddict]

Daarbij aantekenend dat de meeste spellen totaal niet parallel geprogrammeerd zijn (natuurlijk de graphics card wel) en je dus ook nog een jaar of 10 moet wachten op prima parallel lopende software voor die 'technologie'.

[Verwijderd]

Vrijwel elke console architectuur is heel anders dan de vorige, dus ik denk dat het voor de heren consolespellenbouwers wel mee zal vallen, die zijn wel gewend aan veel verschillende architecturen.

[Verwijderd]

Van de presentatie die ik onder ergens heb gelinkt
( http://www.ps3land.com/CELL.ppt )

Itanium2 haalt 8 Gflops
NV30 (GeForce FX 5800) (32 (of 16) 128 bit FPU's) haalt 51 Gflops
PS3 cell e-engine (128 FPU's per cel) haalt 1000 Gflops ... per cell.

Dus erg grof geschat 20x zo snel als de eerste Geforce FX core (NV30)... per cell, het is niet bekend hoeveel cells er in de PS3 worden gestopt. (Er staat helaas niet bij of dat de theoretische throughput van de NV30 is of de echte).

Cell chips: groot aantal FPU's (kan omdat ze zonder cache zitten) alleen voor stream applicaties zoals 3D berekeningen (bijna alle multimedia kan gemakkelijk geparallelliseerd worden en bestaat uit streams). De emotion engine van PS3 heeft 128 FPU's en 4 powerpc cores (met cache), hoewel dit makkelijk aangepast kan worden. Theoretisch is er 1 tot 1.5 Teraflop mogelijk (als er met 2 chip packages 6 PE's = 192 FPU's gebruikt worden) in de specs van de PS3 zoals nu bekend. Wel lastig drivers schrijven dus de theoretische snelheid zal niet gehaald worden. De chip is natuurlijk ook voor andere doeleinden te gebruiken dan alleen 3d berekeningen, veel flexibeler dan de huidige grafische kaarten.

[Frank-L]

Klinkt heel snel allemaal (en dat is het natuurlijk ook) maar het is alleen toepasbaar voor goed paralleliseerbare algoritmes. Voor inherent sequentiele algoritmes, en zeker voor control software (veel branches e.d.) is het relatief traag. Ik verwacht dus dat in veel gevallen daarnaast ook een "gewone" cpu nodig blijft.

[Verwijderd]

Er zijn enkele interessante artikelen over de cell processor te vinden op:
http://arstechnica.com/news/posts/1084391000.html
en
http://arstechnica.com/wankerdesk/3q02/playstation3.html

"So the way that the Cell processor works is that there is a pool of 16 or so of these (probably not completely identical) RISC or SIMD/VLIW cores on a single die. The system will do its processing by drawing resources from this pool on a task-specific basis. For instance, the audio processing subsystem will consist of a set of software routines that request cycles from the pool for the purpose of processing 3D audio. The 3D engine will similarly request cycles from the same pool for rendering, and similarly with the game AI system, etc. The different processing cores will probably be grouped together dynamically by software into "teams" in order to complete specific tasks (i.e. 3D rendering, audio, etc.). Each team's size will scale dynamically to fit its current workload by either acquiring new cores from the pool or releasing unneeded cores back to the pool for use by other processes. "

De cell processor zal dus goed te gebruiken zijn voor processen die makkelijk te paralelliseren zijn, zoals 3d berekeningen (omdat die o.a. veel matrix vermenigvuldigingen bevatten). Echter is dit design veel flexibeler dan een grafische kaart omdat je het algoritme totaal kunt veranderen.

[Verwijderd]

Klinkt als een Transmeta chip die aan codemorphing doet. Dus het softwarematig omrekenen van x86 instructies ipv hardware die de instructies rechtstreeks kan interpeteren. Dit zou dan ook wel verklaren dat de cpu reletatief traag kan zijn maar zeer sterk. Het lijkt me dan wel dat er een zeer efficiente co-processor aanwezig moet zijn die de boel aanstuurd. (correct me if I'm wrong, ik ben geen expert)

[Verwijderd]

Waarom codemorphing? Onder linux kan je native compilen voor de architectuur.

De essentie van de cell ligt erin, dat je meerdere verwerkingseenheden op 1 bord en later meer cores in 1 cpu plaatst. Deze verwerkingseenheden zet je in op de tasks die er draaien in je systeem.

Multitasking will never be the same.

[Verwijderd]

Klinkt absoluut niet als codemorphing.

Als je het wilt vergelijken dan lijkt het meer op de een FPGA systeem waarbij on-demand een processor wordt "samengesteld", in het geval van Cell-architectuur door meerdere dedicated cores te combineren.

Het idee is dat de cores afzonderlijk goed zijn in hun eigen kleine taakgebied die losstaand niet veel nut heeft.
Door nu een aantal van deze cores bij elkaar te schakelen kan je ze groeperen voor de taak die je op dat moment wél nodig hebt.
Doordat je meer cores hebt dan je voor één specifieke taak nodig hebt kun je dus meerdere groepen maken.
Door telkens als je de groep niet meer nodig hebt de groep weer uit elkaar te laten vallen kunnen ze op een andere manier weer met andere cores worden gegroepeerd voor een andere taak.
Je hebt per saldo dus een groot aantal dedicated processors waar je enkel voor hoeft te betalen (in geld, warmte, stroomverbruik, etc) als je ze ook daardwerkelijk nodig hebt.
Voordeel is ook dat de cores afzonderlijk vrij klein en dus goedkoop, snel en efficient gemaakt kunnen worden.
En het allerbelangrijkste voordeel; aangezien je rekent op een vrij onvoorspelbare poel van cores zou je ook vrij gemakkelijk er een paar cores bij kunnen doen.
Aangezien dat samenstellen/verdelen door software wordt geregeld maakt het dan weinig meer uit of ze over een netwerk komen of locaal zijn, voor hetzelfde geld kan je straks je PS3 krachtiger maken door er een kaartje in te steken met een stuk of wat extra cores.
En aangezien de prijs vrij laag kan; "Nu gratis 1 core bij elke zak Dorito's Geen Stijl!"

[Zucht]

Nog meer hype over de cell processor in relatie to PCs gebasseerd op deze processor:

it will be a far better PC than its Wintel competitor

http://www.linuxinsider.com/story/34707.html

[Yoeri]

een artikel op ars technica dat enige technologische diepgang biedt vind ik persoonlijker nuttiger om te lezen dan een artikel op linuxinsider dat het over "wintel" heeft

[Buck Naked]

Naar mijn idee is de cell processor het begin van een nieuw computertijdperk!

Nou qua rekenkracht cker.
Ik bedoel maar een CELL kan 1-1,5 Teraflops berekenen met 1 processor terwijl de Earth Simulator (allerkrachtigste computer op dit moment) 35-40 Teraflops kan en dat met 5120 processoren.
Vergelijken met een x86 processor is nutteloos, want een dat is een rekenmachine vergelijken met een supercomputer.
Ook door de geheel nieuwe bereken structuur is er in principe geen GPU/VPU meer nodig alhoewel er cker wel een GPU/VPU in zit.

Ik denk nou ik weet het wel cker dat Microsoft en Nintendo de volgende generatie qua kracht zo zwaar achterlopen dat het gewoon dweilen met de kraan open is.
Ik bedoel maar de CELL alleen (zonder GPU/VPU) kan gewoon die zwaar gecompliceerde scenes van the Matrix Revolutions (grote robot infantrie en eind gevecht) zelf berekenen en tekenen.
Is ook niet zo gek hoor, want de workstations waar die film op gemaakt is zijn veel zwakker dan de CELL.

Oh ja en nog eens iets.
IBM mag niets van de CELL architectuur gebruiken voor de Xbox 2 of Revolution (NES 5), want de CELL is een joint venture tussen IBM, Toshiba en Sony.
Geen van drieen mag dus die technologie verkopen zonder de goedkeuring van de anderen.

[RetepV]

Als het onmogelijk is om fatsoenlijke programma's te schrijven voor de Cell processor, dan zal de PS2 juist verliezen.

Sony neemt een hele grote gok door non-proven technology te gebruiken. Sterker nog, het idee van de Cell processor is helemaal niet zo nieuw (Transputer T800), maar het feit dat het vroeger niet doorgebroken is, zou mensen aan het denken moeten zetten.

Maar wie weet, we zijn al weer heel wat jaartjes verder, misschien zijn er mensen die wisten wat er toen mis ging en hebben ze nu oplossingen?

[maratropa]

maar vergeet ook weer niet dat je met IBM te maken hebt, niet met de bitboys ofzo.

[Verwijderd]

Er zijn nog twee sources die ik erg interessant vind in de beschrijving van de Cell processor.

http://www.ps3insider.com/modules.php?name=Content&pa=showpage&pid=3

"The Cell Architecture is designed specifically around network communication. Every design concept that has gone into the Cell Architecture is done to facilitate communications amongst various Cells. Every aspect of the Cell Architecture including processing, data storage, data manipulation, and general resource sharing, are all available to every Cell using the same ISA (Instruction Set Architecture). It is this massive multimedia intercommunication that will be the heart of the next generation playstation, or PS3 for simplicity. This constitutes a paradigm shift from conventional computer architecture, whereby intercommunication is an afterthought and every device is architecturally different. The Cell Architecture represents not only the future of multimedia computer design but the future of computer technology as a whole."

"The basic architecture is comprised of various Cells or PE (processing elements) which themselves are comprised of a processing unit (PU), a direct memory access controller (DMAC) and a multiple number of attached processing units (APUs). In a "preferred" embodiment (as the Patent outlined it), a PE comprises eight APUs.

The PU and the APUs interact with a shared dynamic random access memory (DRAM) preferably having a cross-bar architecture. The PU schedules and orchestrates the processing of data and applications by the APUs. The APUs perform this processing in a parallel and independent manner.

The DMAC controls accesses by the PU and the APUs to the data and applications stored in the shared DRAM. In accordance with this modular structure, the number of PUs employed by a device (PC, PS3, PDA, HDTV, HD-DVD, etc.) of the network is based upon the processing power required by that particular device. For example, a server may employ four PUs, a workstation may employ two PUs and a PDA may employ only one PU. The number of APUs of a PE assigned to processing a particular software cell (data and application to be processed) depends upon the complexity and magnitude of the programs and data within the cell."

"Basically, there are a number various types of devices or member Cells contained within a network (diag1). This network is comprised of all types of media / protocols and is on a WAN scale. However, there are two important commons involved. First, all member Cells transmit Software Cells via IP which allow for these SoftCells (for short) to be routed on any network. The second common; all of the member cells have a similar Instruction Set Architecture (ISA) to facilitate a distributed programming model for transmitting data and applications over a network, and for processing data and applications among the network's members. This programming model employs software cells transmitted over the network for processing by any of the network's member cells. Each software cell has the same structure and can contain both; instructions and data. As a result of the high speed processing and transmission speed provided by this modular computer architecture, these cells can be rapidly processed.

How Intercommunication Can Assist Processing

Softcells each contain a Global Identification (GID) and information describing the amount of computing resources required for that particular softcell's processing. Additionally, these softcells contain a date/time stamp to help provide sequence data to the Cell systems. Since all computing resources have the same basic structure and employ the same ISA, the particular resource performing this processing can be located anywhere on the network, and dynamically assigned. Meaning that, if a particular member cell is busier than another, the requesting softcell will be routed to the least utilized cell or "best metric" cell for processing. Keep in mind that the best metric can be a multitude of variables including distance, delay, processing load, multiple of PU's, etc."

En een ppt presentatie (yikes) waarin de architectuur wordt beschreven.
http://www.ps3land.com/CELL.ppt

"1 Tflop?
50M PS2s = 310 Petaflop, 5M PS3s = 5 Exaflops networked
Similar to streaming media processor
(SUN MAJC processor)
Small memories because data is flowing
Sony understands bus/memory can kill performance
Tools seem pretty difficult to make
Hard to wring out theoretical performance"

[RetepV]

Het is alleen jammer dat er nog steeds geen fatsoenlijke programmeertaal is waarmee je heel simpel multi-threading programma's kunt schrijven. Vroeger had je de Transputer, waar de Cell processor eigenlijk door geinspireerd is (de Cell is helemaal niet zo revolutionair, eerder evolutionair). Die is redelijk veel gebruikt, maar is uiteindelijk toch doodgebloedt omdat er zo moeilijk voor te programmeren was. Dat zal met de Cell processor niet anders zijn.

Je moet een aardig hoog voorhoofd hebben om goede multithreaded te programmeren. Het grootste probleem met multithreading is dat als je het niet in 1 keer goed doet, je meer tijd kwijt bent met debuggen dan met het schrijven van code.

Hier een kleine cursus Parallel-C: cs.smith.edu/~thiebaut/transputer/descript.html. Lees vooral hoofdstukken 6 en 7 eens.

Ik ben zelf erg veel bezig met multithreaded programmeren en ik kan je zeggen dat zelfs als je je aan alles houdt wat die kerel voorstelt, je nog wel eens iets in 2 dagen zult programmeren waar je 2 weken mee bezig bent om uit te vinden waarom je het maar 99,8% aan de praat krijgt. Soms crasht je programma na 10 seconden, soms pas na 3 dagen. Probeer dat maar eens te testen. En uitleveren kun je het niet, want je weet dat de bug gegarandeerd op zal treden. Als je een functionaliteit multithreaded maakt, is het altijd een basisfunctionaliteit van je programma, en het gaat dus nooit om minor bugs...

Edit:

'urk' is een eiland, 'url' is een link .

[Verwijderd]

eerst zien dan geloven. dit zou niet de eerste keer zijn dat grote bedrijven het wahalla voorspiegelen terwijl het werkelijk slechts opgenomen wordt in al bestaande technologie en men er alleen procentueel iets van merkt

[Verwijderd]

Echter is het noch IBM noch Sony die het ding hyped maar slechts een onbekend onderzoeksburo.
(genoemd naar degene die de raporten schrijft, bij voorbaat wekt dat al geen vertrouwen in mijn ogen)

Ik wacht gewoon af wat IBM gaat brengen, iedereen weet dat de huidige architectuur van CPU's geen eindeloze toekomst heeft dus wellicht is dit de stap naar de volgende generatie.

[familyman]

Oh, dus ik ben niet de enige die de voorgenomen toepassing van een net gereedgekomen chippie in een spelletiescomputer van tegen de € 400, onbewezen en nog niet in de winkels liggend en zonder verder bruikbare software (voorlopig niet, eerst die spelleties), een doorbraak van zo'n schaal dat deze vrijwel uniek is en past in het rijtje Grote Knal, ontstaan mensheid en uitsterven dinosaurussen, voor de gehele mensheid noemen, een *tikje* overdreven vind?

[Verwijderd]

While I shy away from hyperbole, our report demonstrates that the business impact of IBM's new cellular computing technology will be potentially as profound as the Yucatan asteroid's was on life on Earth millions of years ago.

Dus dit betekent dat de CELL-processors uiterst explosief zijn?

[Marlibica]

Zoals meerdere hier doe ik pas joepie als er resultaten zijn en ik ben uiteraard vooral benieuwd of dit beessiie ook in PC's toepasbaar is. Vrees van niet, volgens Azalins post is de Cell gebaseerd op RISC en, correct me if I'm wrong, de huidige procs nog voor een groot deel op CISC.

edit:

Volgens Steffy (hierboven) is dat dus niet zo. Heeft iemand hier achtergrond info over?

[Sentry23]

Niet toepasbaar omdat het RISC is ?
Net zoals de pentium 4 core? (al is dat open voor discussie.)
Goed. Echte RISCs dan, zoals de SPARC familie, de ARM, of de PowerPC (soms ook wel Performance Optimization With Enhanced RISC genoemd.)
Allemaal geschikt voor desktop toepassingen..

[Marlibica]

Hmja. Ik meende dat de i386 compatibiliteit voor een groot deel op CISC leunde.. maar goed, da's geen info die ik uit de boeken heb.

[Sentry23]

In de tijd van 386 klopte dat ook wel. Nu niet meer.
Het idee van RISC was door een beperkt instructieset te houden, de core eenvoudiger te maken was, en dus sneller kon worden.
Maar goed, dat wordt allemaal een erg lang verhaal, en hier is een link waar je wat meer informatie kan vinden over de P4 RISC eigenschappen en hoe hij toch x86 code kan doen:
http://www.embedded.com/story/OEG20030529S0047
Kortom, om even op de topic terug te komen, of en hoe een CELL processor te gebruiken is voor desktop toepassingen.. De tijd zal het leren.
IBM bouwt in ieder geval een werkstation met CELL processoren, en ik denk dat het snel duidelijk zal zijn of die een PowerPC als hoofdprocessor zal gebruiken of dat alles op basis van CELL draait.

[Maverick]

IBM maakt toch ook de cpu voor in de XBOX?
Zal sony niet zo blij mee zijn denk, want door dit project zullen ze een hoop kennis uitgewiseld hebben lijkt me.

[Standeman]

Lijkt me niet dat IBM erg veel kennis van cell-processor doorgeeft aan MS. Ze leveren de processor en de nodige specificaties en that's it. Verder gaat de XBOX II volgens mij de G5 gebruiken.

Dat MS profiteert bij de kennis van IBM is natuurlijk logisch, aangezien ze de proc's gaan afnemen.

[Tootoo]

Voor zover ik weet komt de cell proc in de PS3... In de xbox 2 zou een.... power proc komen?

[Marlibica]

De Cell-chip werd ontwikkeld door Sony, IBM en Toshiba en zal gebruikt worden als hart van de Playstation 3-console

Staat gewoon in het artikel

[mace]

nee, ibm maakt de processor voor de ps2 en de cell komt dus in de ps3...

Intel maakt de processoren voor de xbox, want het zijn gewoon simpele celeron 733-ers die er in zitten.

[Verwijderd]

IBM heeft samen met Sony de Cell-CPU ontworpen.
Sony gaat de cell-cpu gebruiken in de PS3.
Microsoft gaat de PowerPC CPU ( ook van IBM ) gebruiken in de Xbox Next.

Win Win situatie voor IBM dus

Correct me if i'm wrong

[Whieee]

MS met een PowerPC? --> MS met een G5? --> Windows voor de PowerMac? Het zou voor MS natuurlijk een perfecte manier zijn om nog meer marktaandeel van Apple te kapen door Windows voor de G5 aan te bieden...

Maar het lijkt me niet dat er een G5 in de XBox Next zal komen... Dat vindt Apple nooit goed

Maar ik ben wel benieuwd naar prestaties van de Cell...

[Verwijderd]

Heb ooit een keer gelezen dat Cell 100x sneller zou zijn als een 1Ghz Intel (correct me if im wrong)
Als dat zo is kunnen AMD en Intel wel inpakken....en wordt de PS3 een beest van een console want sony kennende wille ze hun #1 positie behoude.

[Steffy]

AMD en Intel zullen zich er niet zo druk om maken, de processor zal voor de desktopmarkt helelmaal niet beschikbaar worden, heel misschien dat IBM er iets in combinatie met Linux mee gaat doen maar verders blijft de Desktop markt gewoon Intel/AMD.

[Pietervs]

AMD en Intel zullen zich er niet zo druk om maken, de processor zal voor de desktopmarkt helelmaal niet beschikbaar worden
Uit dat rapport blijkt dus, dat ze (op termijn?) wel de bedoeling hebben om deze processoren ook op de desktop in te gaan zetten. Anders zou de impact lang niet zo groot kunnen zijn als de Petrov Group verwacht...

Ze hebben het dan ook over een "revolutie in de computerwereld", niet over een "revolutie in de gameconsoles".

[Marlibica]

Heb jij een linkje naar dat originele rapport dan? Dit artikel verwijst naar een artikel op Xbit en die hebben ook geen link naar dat rapport. Er staat alleen

will require some new approaches in programming for the central processing units.

waaruit je zou kunnen concluderen dat ze er wel mee bezig zijn. Bovendien is de computerwereld natuurlijk veel breder dan alleen de desktopmarkt, alhoewel dat wel de markt is waar de eindgebruiker zit. Het zou dus dan de meeste stof doen opwaaien.

[Verwijderd]

De Geforce fx 6800 ultra is ook meer dan honderd keer zo snel dan de P4 3.6.
Daar maakt intel zich ook geen zorgen over. 't is maar net WAAR je meer dan 100 keer zo snel in bent.

[Timfonie]

Er zijn meer ontwikkelingen op het gebied van zeer krachtige chips met parallel werkende processors, zoals de CS301 van clearspeed.
( http://www.tweakers.net/nieuws/29240/?highlight=clearspeed] ).

Deze processor kan, net als de cell, voor zeer diverse toepassingen ingezet worden in plaats van toegespitst te zijn op een soort taak.

Ook de G4 en G5 processors van Apple bevatten een kleine multicore co-processor met de naam AltiVec.

edit:
@Da_DvD Ja, je hebt gelijk, de processors van IBM en de systemen van Apple

[Da_DvD]

Correctie, de G4 en G5 processors van IBM

[Hexley]

De G3 en G4 komen bij Motorola weg hoor....