Hot Chips: Details zur Architektur der Xbox One
Häppchenweise verraten AMD und Microsoft, was in der XBox One steckt. Auf der Hot-Chips-Konferenz gab es ein paar Details zum Prozessor und dessen Cache-Architektur.
Microsoft hat den "Partner Hardware Architect" John Sell – der zuvor bei AMD gearbeitet hat – auf die Hot-Chips-Konferenz entsandt. Dort gab er ein paar Details zum Kombiprozessor und der Architektur der Spielkonsole XBox One [1] preis: Mit 5 Milliarden Transistoren und 363 mm² Die-Fläche zählt der in einem 28-nm-Prozess (High Performance) bei TSMC hergestellte Chip zu den Riesen. Ein gehöriger Teil der Chipfläche dürfte auf die insgesamt 47 MByte Pufferspeicher entfallen. Zum Vergleich: Intels Haswell bringt es nur auf 1,4 Milliarden Transistoren, hat aber auch nur etwas über 9 MByte Cache.
Sell betonte, dass man per Power Gating einzelne Bereiche des Chips feinkörnig an- und abschalten könne – bis herab auf 2,5 Prozent der vollen Leistungsaufnahme.
Im Wesentlichen besteht die XBox One aus dem zentralen SoC, der Southbridge sowie je 8 GByte Arbeits- und Flash-Speicher. Chipsatz und SoC kommunizieren per PCI Express. Der Chipsatz übernimmt die Anbindung der 500-GByte-Festplatte und des Blu-ray-Laufwerks (beide per SATA-II), des Flash-Speichers (eMMC 4.5) und der USB-Peripherie (Kamera, 2 × WLAN). Die Game-Controller kommunizieren per WLAN mit der XBox. Auch der HDMI-Eingang hängt am Chipsatz, während der HDMI-Ausgang direkt aus dem Haupt-SoC kommt. Auch den Gigabit-Netzwerkchip versorgt das SoC selbst per PCIe.
Das SoC stammt von AMD und ist verwandt mit den Kombiprozessoren der Baureihen Kabini und Temash [2]. Allerdings stecken in dem SoC der XBox gleich acht Jaguar-Kerne sowie ein Grafikkern [3] mit der Architektur Graphics Core Next (GCN). Dieser besteht aus 12 Rechengruppen mit insgesamt 768 Shader-Rechenkernen und 48 Textureinheiten.
Das auf der Hot-Chips vorgelegte Blockdiagramm zeigt, dass 32 MByte des über vier jeweils 256 Bit breite Schnittstellen (109 bis 204 GByte/s) angebundene Caches weder direkt am Speicher-Controller noch der Cache-Kohärenz-Einheit der CPU, sondern näher an den Grafikkernen hängt. Genauer gesagt an einer Einheit mit der Beschriftung "Host, Guest, GPU, MMU). Anders der Speichercontroller: Der unterhält direkte Verbindungen zu beiden Einheiten.
Was diese unterschiedlichen Wege bedeuten, zeigt ein Detail-Slide von John Sell: So geht es von der GPU zum Cache (Embedded RAM) mit bis zu 204 GByte/s; zum DRAM mit nur noch 68 GByte/s. Soll der Zugriff auch noch Cache-Kohärent mit der CPU-Erfolgen bleiben zwischen 30 und 40 GByte/s übrig.
[Update]mehr und bessere Bilder[/Update] (bbe [4])
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[1] https://www.heise.de/news/Gamescom-Erste-Eindruecke-von-der-Xbox-One-1940869.html
[2] https://www.heise.de/news/AMDs-sparsame-Mobilprozessoren-Kabini-und-Temash-legen-los-1867778.html
[3] https://www.heise.de/news/Analyse-Xbox-One-unterliegt-Playstation-4-bei-3D-Performance-deutlich-1868430.html
[4] mailto:bbe@ct.de
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