Cell (Prozessor)

Cell (oder auch Cell-Broadband-Engine) ist eine Prozessorserie, die von IBM gemeinsam mit Sony und Toshiba entwickelt wurde. Die Prozessoren zeichnen sich durch die Nutzung eines 64-Bit-PowerPC-Kernes, einer Pipeline-Architektur, Unterstützung für Simultaneous Multithreading und den Einsatz einer heterogenen Mehrkern-Architektur aus, wodurch sie für paralleles Rechnen prädestiniert sind.

Aufbau

Datei:Schema Cell.png

Schema des Cell-Prozessors

Das Grundkonzept der Cell-Prozessoren sieht acht Synergistic Processing Elements (SPE) und ein PowerPC Processing Element (PPE) vor. Die einzelnen Prozessorkerne sind über einen Element Interconnect Bus (EIB) gekoppelt, der Daten mit bis zu 96 Byte pro CPU-Takt übertragen kann. Sowohl das PPE als auch die SPEs können pro CPU-Takt mit 8 Bytes auf den EIB zugreifen. Der EIB ist dabei als Ringbus (4× 128 Bit) realisiert und wird mit halbem CPU-Takt getaktet. Der Zugriff auf den Hauptspeicher erfolgt über einen Memory Interface Controller (MIC).<ref>D. Pham, S. Asano, M. Bolliger, M. Day, H. Hofstee, C. Johns, J. Kahle, A. Kameyama, J. Keaty, Y. Masubuchi, M. Riley, D. Shippy, D. Stasiak, M. Suzuoki, M. Wang, J. Warnock, S. Weitzel, D. Wendel, T. Yamazaki und K. Yazawa: The design and implementation of a first-generation CELL processor. International Solid-State Circuits Conference, Februar 2005, S. 184–185</ref>

Synergistic Processing Element (SPE)

Jedes SPE besteht aus einer Recheneinheit (ALU) mit vierfachem SIMD, bezeichnet als Synergistic Processing Unit (SPU oder auch SPX). Diese verfügt über 128 Register, die jeweils 128 Bit groß sind. Zum SPE gehört weiterhin ein Memory Flow Controller (MFC), der DMA-Übertragungen zum Hauptspeicher oder zu anderen SPEs steuert, sowie ein eigener lokaler Speicher von 256 kB.

Lokaler Speicher und Speicherverwaltung

Der lokale Speicher (auch Load Store Unit, kurz LS) besteht aus vier getrennten 64 kB großen Speicherblöcken mit sechs Takten Latenzzeit.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:David T. Wang|David T. Wang: }}{{#if:|{{#if:ISSCC 2005: The CELL Microprocessor|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=ISSCC 2005: The CELL Microprocessor}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.realworldtech.com/cell/%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=ISSCC 2005: The CELL Microprocessor}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.realworldtech.com/cell/}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=ISSCC 2005: The CELL Microprocessor}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:real world technologies2005-02-10{{#if: 2024-02-15 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Mit dem vollständigen Verzicht auf Cache zugunsten eines direkt adressierbaren und SRAM basierten lokalen Speichers können Speicherlatenzen gegenüber einer Cache-gestützten In-Order-Architektur kontrolliert und entsprechend gering gehalten werden. Dank dieser Methode können Programmabläufe sowohl durch Compiler als auch durch direkte Programmierung in hohem Maße kontrolliert werden, sodass Out-of-order execution oder ausgefeilte Sprungvorhersagen, die unnötig die Komplexität des Prozessors erhöht hätten, für eine hohe Performance überflüssig wurden.<ref name="in order with no cache">{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:Anand Lal Shimpi|Anand Lal Shimpi: }}{{#if:|{{#if:Understanding the Cell Microprocessor|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Understanding the Cell Microprocessor}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.anandtech.com/show/1647%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Understanding the Cell Microprocessor}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.anandtech.com/show/1647}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Understanding the Cell Microprocessor}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:Anand Tech2005-03-17{{#if: 2024-02-15 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Datei:SPE (cell).png

Schema der SPE

Synergistic Processing Unit (SPU)

Eine SPU arbeitet mit zwei Pipelines (even und odd), die insgesamt 23-Stufen lang sind. Die even Pipeline beherbergt die Floating Point und Fixed Point Units, während sich sämtliche andere Funktionseinheiten auf der odd Pipeline befinden. Eine SPU kann zwei Instruktionen pro Takt ausführen (dual issue), davon je eine pro Pipeline. Dies entspricht maximal acht Gleitkommaoperationen pro Takt bei einfacher Genauigkeit. Bei 3,2 GHz Taktrate ergibt sich somit eine theoretische Leistung von 25,6 GFLOPS pro SPU.<ref name="cell explained">{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:Nicholas Blachford|Nicholas Blachford: }}{{#if:|{{#if:Cell Architecture Explained Version 2|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Cell Architecture Explained Version 2}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:http://www.blachford.info/computer/Cell/Cell0_v2.html%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Cell Architecture Explained Version 2}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=http://www.blachford.info/computer/Cell/Cell0_v2.html}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Cell Architecture Explained Version 2}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:blachford.info2005{{#if: 2024-02-15 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Implementiert ist lediglich eine statische Sprungvorhersage. Wichtig ist in diesem Bezug deshalb die Leistung des Compilers, da Pipeline-Hazards eine Wartezeit von 18 Takten nach sich ziehen. Die hohe Anzahl an Registersätzen hilft zusätzlich Latenzen zu überbrücken, indem Schleifen aufgelöst (Loop unrolling) oder Algorithmen mehrfach parallel ausgeführt werden können.<ref name="cell kultur" />
Bei den SPUs handelt es sich nicht um Koprozessoren. Sie können unabhängig voneinander arbeiten und sind zudem kompatibel zu PPE-Programmcode, sofern dieser rekompiliert und um DMA-Calls erweitert wurde. Obwohl SPUs für spezifischere Anwendungsgebiete entworfen wurden, handelt es sich um Prozessoren mit General Purpose Instruction Set.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:Jim Tilander, Vassily Filippov|Jim Tilander, Vassily Filippov: }}{{#if:|{{#if:Practical SPU Programming in God of War III|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Practical SPU Programming in God of War III}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.tilander.org/aurora/comp/gdc2009_Tilander_Filippov_SPU.pdf%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Practical SPU Programming in God of War III}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.tilander.org/aurora/comp/gdc2009_Tilander_Filippov_SPU.pdf}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Practical SPU Programming in God of War III}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:tilander.org{{#if: 2024-02-15 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Datei:PPE (Cell).png

Schema der PPE

Power Processor Element (PPE)

Der Steuerprozessor (PPE) basiert auf der 64-Bit-PowerPC-Architektur von IBM, dessen Pipeline aber im Vergleich zu üblichen PowerPC-Prozessoren {{#invoke:Vorlage:lang|flat}}, das heißt nacheinander abarbeitend, arbeitet. Jedoch verfügt das PPE über Delayed-Execution Pipelines, welche Out-Of-Order Execution zumindest für Load Instructions erlauben.<ref name="cellperformance">{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> Da er zwei Threads gleichzeitig abarbeiten kann, entstehen bei entsprechend eingerichteten Programmen die üblichen In-Order-Nachteile durch blockierte Pipelines in geringerem Maße. Dem PPE stehen 512 KB L2-Cache zur Verfügung. Insgesamt verfügt die CPU also über 2,5 MB internen Speicher.

Geschichte

Der Cell-Prozessor ist eine Gemeinschaftsentwicklung von Sony, Toshiba und IBM. Die Entwicklung begann im März 2001 in einem Entwicklungscenter in Austin unter Beteiligung von Ingenieuren aller drei Firmen. Es waren zusammen über 400 Fachkräfte, verteilt über zehn Standorte weltweit, in die Entwicklung des Cell involviert. Die Synergistic Processing Units wurden dabei weitgehend am IBM-Standort im schwäbischen Böblingen entworfen.<ref name="cell kultur" /><ref name="cell explained" />

Insgesamt veranschlagte die Entwicklung über 400 Millionen US-Dollar,<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Holy Chip!|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Holy Chip!}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.forbes.com/forbes/2006/0130/076.html%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Holy Chip!}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.forbes.com/forbes/2006/0130/076.html}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Holy Chip!}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:Forbes2006-01-30{{#if: 2024-04-29 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Der erste Cell-Prozessor wurde in 90 nm Strukturgröße im SOI-Verfahren gefertigt, dabei erreichte das Die eine Fläche von rund 235 mm². Berichte vor April 2005, die sich auf einen früheren Prototyp (DD1) des Prozessors beziehen, sprechen von einer geringfügig kleineren Die-Fläche von 221 mm². Die finale Version (DD2) verfügt über ein verbessertes PPE mit höherer SIMD-Leistung, welche mehr Platz beansprucht.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:David T. Wang|David T. Wang: }}{{#if:|{{#if:CELL Microprocessor III|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=CELL Microprocessor III}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.realworldtech.com/cell-update/%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=CELL Microprocessor III}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.realworldtech.com/cell-update/}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=CELL Microprocessor III}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:real world technologies2005-07-24{{#if: 2024-04-29 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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2007 wurde eine verbesserte Variante des Cell-Prozessors auf den Markt gebracht, der PowerXCell 8i. Dieser wurde bereits vom Start weg in 65 nm gefertigt und unterstützt im Vergleich zu seinem Vorgänger Berechnungen mit Gleitkommazahlen doppelter Genauigkeit nativ, das heißt ohne Hilfsfunktionen und damit wesentlich schneller.

Einsatz

Datei:CELL BE processor PS3 board (cropped).jpg

CELL BE einer PlayStation 3

Der Cell-Prozessor wurde mit speziellem Augenmerk auf breitbandige Berechnungsanwendungen entwickelt, vor allem Grafikberechnung und Videokodierung/-dekodierung. Die erste kommerzielle Verwendung fand das Design im September 2006 in IBM-Bladeservern mit acht SPEs.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:Christof Windeck|Christof Windeck: }}{{#if:|{{#if:IBM stellt Blade-Server-Modul mit Cell-Prozessoren vor|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=IBM stellt Blade-Server-Modul mit Cell-Prozessoren vor}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.heise.de/news/IBM-stellt-Blade-Server-Modul-mit-Cell-Prozessoren-vor-162045.html%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=IBM stellt Blade-Server-Modul mit Cell-Prozessoren vor}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.heise.de/news/IBM-stellt-Blade-Server-Modul-mit-Cell-Prozessoren-vor-162045.html}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=IBM stellt Blade-Server-Modul mit Cell-Prozessoren vor}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:heise online2006-09-13{{#if: 2024-04-29 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Des Weiteren wird der Prozessor auch in Fernsehern mit erweiterten Videofunktionen eingesetzt,<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:Jon Stokes|Jon Stokes: }}{{#if:|{{#if:Toshiba shows a video of a demo of Cell decoding 48 MPEG-2 video streams at once|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Toshiba shows a video of a demo of Cell decoding 48 MPEG-2 video streams at once}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://arstechnica.com/uncategorized/2005/05/4872-2/%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Toshiba shows a video of a demo of Cell decoding 48 MPEG-2 video streams at once}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://arstechnica.com/uncategorized/2005/05/4872-2/}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Toshiba shows a video of a demo of Cell decoding 48 MPEG-2 video streams at once}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:ars technica2005-05-03{{#if: 2024-04-29 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Weitere Informationen

Datei:Peter Hofstee.jpg

Peter Hofstee, einer der leitenden Architekten des Prozessors

Im LINPACK-Leistungsvergleich mit anderen Prozessoren schneidet der Cell BE wie folgt ab:<ref name="cellperformance" />

LINPACK (DP)	Takt- frequenz	theoretische Leistung	durchschnittliche Leistung	Effizienz	Matrix
Cell BE<templatestyles src="FN/styles.css" /> <{{#ifeq: \| 0 \| span \| sup}} class="fussnoten-marke" data-annotationpair-m="{{#invoke:URLutil\|anchorencode\|1=a\|2=1}}">{{#invoke:TemplUtl\|nowiki1\|a}}</{{#ifeq: \| 0 \| span \| sup}}>{{#switch:0\|10\|11=\|#default={{#invoke:TemplatePar\|match	1=1=+	2=SUP=n	3=gruppe=*	template=Vorlage:FN	cat=Wikipedia:Vorlagenfehler/Fußnoten }}{{#switch: ERROR	{{#switch: Vorlage:Str match \|[\|] = ERROR \|(Direkteingabe der Klammern)}}	{{#switch: Vorlage:Str match \|91\|93 = ERROR \|(HTML-Entität dezimal)}}	{{#switch: Vorlage:Str match \|5b\|5d = ERROR \|(HTML-Entität hexadezimal)}}	{{#switch: Vorlage:Str match \|lbrack\|rbrack = ERROR \|(benannte HTML-Entität)}} =Vorlage:FN, Fehler in Parameter 1: Keine eckigen Klammern verwenden, das führt sonst zu Verwechslungen mit dem offiziellen MediaWiki-Belegsystem. }}}}	3,2 GHz	100,00 GFlops	0 \| span \| sup}} class="fussnoten-marke" data-annotationpair-m="{{#invoke:URLutil\|anchorencode\|1=b\|2=1}}">{{#invoke:TemplUtl\|nowiki1\|b}}</{{#ifeq: \| 0 \| span \| sup}}>{{#switch:0\|10\|11=\|#default={{#invoke:TemplatePar\|match	1=1=+	2=SUP=n	3=gruppe=*	template=Vorlage:FN	cat=Wikipedia:Vorlagenfehler/Fußnoten }}{{#switch: ERROR	{{#switch: Vorlage:Str match \|[\|] = ERROR \|(Direkteingabe der Klammern)}}	{{#switch: Vorlage:Str match \|91\|93 = ERROR \|(HTML-Entität dezimal)}}	{{#switch: Vorlage:Str match \|5b\|5d = ERROR \|(HTML-Entität hexadezimal)}}	{{#switch: Vorlage:Str match \|lbrack\|rbrack = ERROR \|(benannte HTML-Entität)}} =Vorlage:FN, Fehler in Parameter 1: Keine eckigen Klammern verwenden, das führt sonst zu Verwechslungen mit dem offiziellen MediaWiki-Belegsystem. }}}} \|\| <templatestyles src="FN/styles.css" /> <{{#ifeq: \| 0 \| span \| sup}} class="fussnoten-marke" data-annotationpair-m="{{#invoke:URLutil\|anchorencode\|1=b\|2=1}}">{{#invoke:TemplUtl\|nowiki1\|b}}</{{#ifeq: \| 0 \| span \| sup}}>{{#switch:0\|10\|11=\|#default={{#invoke:TemplatePar\|match	1=1=+	2=SUP=n	3=gruppe=*	template=Vorlage:FN	cat=Wikipedia:Vorlagenfehler/Fußnoten }}{{#switch: ERROR	{{#switch: Vorlage:Str match \|[\|] = ERROR \|(Direkteingabe der Klammern)}}	{{#switch: Vorlage:Str match \|91\|93 = ERROR \|(HTML-Entität dezimal)}}	{{#switch: Vorlage:Str match \|5b\|5d = ERROR \|(HTML-Entität hexadezimal)}}	{{#switch: Vorlage:Str match \|lbrack\|rbrack = ERROR \|(benannte HTML-Entität)}} =Vorlage:FN, Fehler in Parameter 1: Keine eckigen Klammern verwenden, das führt sonst zu Verwechslungen mit dem offiziellen MediaWiki-Belegsystem. }}}} \|\| 4k×4k
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Die Werte beziehen sich auf doppelt genaue Gleitkommazahlen (64 Bit), für welche die SPUs des Cell-Prozessors nicht ausgelegt sind. Mithilfe der für doppelten Genauigkeit optimierten VMX-Einheit im PPE gelingt dem Cell-Prozessor unter der Implementierung von IBM bis zu 21,03 GFlops. Eine Arbeitsgruppe unter der Leitung von Jack Dongarra optimierte den Code durch die Nutzung eines iterativen Verfahrens. Damit lässt sich unter LINPACK bei doppelter Genauigkeit eine Performance entsprechend 100 GFlops auf einer 4K×4K-Matrix erreichen. Das PPE trägt dabei zwar ebenfalls nicht zur eigentlichen Berechnung bei, dient jedoch als Steuereinheit der SPUs.<ref>Exploiting the Performance of 32 bit Floating Point Arithmetic in Obtaining 64 bit Accuracy. (PDF; 227 kB), 31. Oktober 2006 (englisch); abgerufen am 5. Januar 2011.</ref>

LINPACK-Berechnungen mit einfach genauen Gleitkommazahlen (32 Bit) erreichen auf einem Cell-Prozessor mit acht SPUs über 73 GFlops. Mit zunehmender Matrixgröße steigt die Recheneffizienz, so dass 8 SPUs auf einer 4K×4K-Matrix unter LINPACK etwa 156 GFlops erreichen.

Zudem ist es auch interessant, den Cell-Prozessor mit anderen Multiprozessoren zu vergleichen:

Multi-Array-Prozessoren<ref>*Zelluläre Strukturen*. In: *c’t*, 12/2007, S. 196 ff.</ref>
Hersteller	Prozessor	Kerne	SIMD- Einheiten	Takt (GHz)	FMUL+FADD (GFLOPS)	Spitzenleistung (GFLOPS)	BLAS/SGEMM (GFLOPS)	Verlustleistung (Watt)	Ausführung
IBM	Cell BE<templatestyles src="FN/styles.css" /> <{{#ifeq: \| 0 \| span \| sup}} class="fussnoten-marke" data-annotationpair-m="{{#invoke:URLutil\|anchorencode\|1=a\|2=1}}">{{#invoke:TemplUtl\|nowiki1\|a}}</{{#ifeq: \| 0 \| span \| sup}}>{{#switch:0\|10\|11=\|#default={{#invoke:TemplatePar\|match	1=1=+	2=SUP=n	3=gruppe=*	template=Vorlage:FN	cat=Wikipedia:Vorlagenfehler/Fußnoten }}{{#switch: ERROR	{{#switch: Vorlage:Str match \|[\|] = ERROR \|(Direkteingabe der Klammern)}}	{{#switch: Vorlage:Str match \|91\|93 = ERROR \|(HTML-Entität dezimal)}}	{{#switch: Vorlage:Str match \|5b\|5d = ERROR \|(HTML-Entität hexadezimal)}}	{{#switch: Vorlage:Str match \|lbrack\|rbrack = ERROR \|(benannte HTML-Entität)}} =Vorlage:FN, Fehler in Parameter 1: Keine eckigen Klammern verwenden, das führt sonst zu Verwechslungen mit dem offiziellen MediaWiki-Belegsystem. }}}}	8	4	3,200	2	204,8	201	80	Prozessor
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ATI	RV770	800	5	0,750	n/a	1200	0 \| span \| sup}} class="fussnoten-marke" data-annotationpair-m="{{#invoke:URLutil\|anchorencode\|1=b\|2=1}}">{{#invoke:TemplUtl\|nowiki1\|b}}</{{#ifeq: \| 0 \| span \| sup}}>{{#switch:0\|10\|11=\|#default={{#invoke:TemplatePar\|match	1=1=+	2=SUP=n	3=gruppe=*	template=Vorlage:FN	cat=Wikipedia:Vorlagenfehler/Fußnoten }}{{#switch: ERROR	{{#switch: Vorlage:Str match \|[\|] = ERROR \|(Direkteingabe der Klammern)}}	{{#switch: Vorlage:Str match \|91\|93 = ERROR \|(HTML-Entität dezimal)}}	{{#switch: Vorlage:Str match \|5b\|5d = ERROR \|(HTML-Entität hexadezimal)}}	{{#switch: Vorlage:Str match \|lbrack\|rbrack = ERROR \|(benannte HTML-Entität)}} =Vorlage:FN, Fehler in Parameter 1: Keine eckigen Klammern verwenden, das führt sonst zu Verwechslungen mit dem offiziellen MediaWiki-Belegsystem. }}}} \|\| 80–160	Karte
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ClearSpeed	e710	192	1	0,250	2	96	80	25	Karte

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=Vorlage:FNZ, Fehler in Parameter 1: Keine eckigen Klammern verwenden, das führt sonst zu Verwechslungen mit dem offiziellen MediaWiki-Belegsystem. }}}}

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Siehe auch

Weblinks

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      | {{#ifeq: {{{wayback}}} | *
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      | {{#if:
          | {{#iferror: {{#time: j. F Y|{{{webciteID}}}}}
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       | #default= Der Wert des Parameters {{#if: webciteID | webciteID | ID }} muss entweder ein Zeitstempel der Form YYYYMMDDHHMMSS oder ein Schüsselwert mit 9 Zeichen oder eine 16-stellige Zahl sein!Vorlage:Webarchiv/Wartung/webcitation{{#if:  || }}
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    | c|{{{webciteID}}}}} {{#if: Cell Broadband Engine | {{#invoke:WLink|getEscapedTitle|Cell Broadband Engine}} | {{#invoke:Webarchiv|getdomain|http://www.ibm.com/chips/techlib/techlib.nsf/products/Cell_Broadband_Engine}} }} (Memento{{#if: {{#if:  | {{{archiv-bot}}} |  }} |  des Vorlage:Referrer}} vom {{#time: j. F Y|{{{webciteID}}}}} auf WebCite{{#if:  | ;  }}{{#ifeq:  | [] | ] | ) }}
  }}
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    | {{#switch: {{#invoke:Webarchiv|getdomain|{{{archiv-url}}}}}
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             | {{#if:  || }}Vorlage:Webarchiv/Wartung/Parameter{{#invoke:TemplUtl|failure| Fehler bei Vorlage:Webarchiv: Der Wert des Parameter 'archiv-datum' ist ungültig oder hat ein ungültiges Format.|1}}
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         | {{#if:  || }}Vorlage:Webarchiv/Wartung/Parameter{{#invoke:TemplUtl|failure| Fehler bei Vorlage:Webarchiv: Der Parameter 'archiv-datum' ist nur in Verbindung mit 'archiv-url' angebbar.|1}}
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              | abendblatt.de | daserste.ndr.de | inarchive.com | webcitation.org = 
              | #default = {{#if:  || }}{{#if: 1 |Vorlage:Webarchiv/Wartung/URL}}{{#invoke:TemplUtl|failure| Fehler bei Vorlage:Webarchiv: Archiv-URL im Parameter 'url' anstatt URL der Originalquelle. Entferne den vor der Original-URL stehenden Mementobestandteil und setze den Archivierungszeitstempel in den Parameter 'wayback', 'webciteID', 'archive.today' oder 'archive-is' ein, sofern nicht bereits befüllt.|1}}
            }} 
       }}
  }} ({{#invoke:Vorlage:lang|full|CODE=en|SCRIPTING=Latn|SERVICE=englisch}})

Cell Architecture Explained. Details zur Cell Broadband Engine (englisch)
Cell Broadband Engine resource center. IBM (englisch)

Einzelnachweise