Xenon (processeur)

Un Xenon de première génération.

Le Xenon (prononcé zénon, du nom d'un gaz noble, le xénon) est un processeur central utilisé dans la console de jeu Xbox 360. Le processeur, connu sous le nom de code interne "Waternoose" chez IBM, et "XCPU" chez Microsoft, est basé sur une architecture de jeu d'instructions en 64 bits PowerPC (PPC) d'IBM, constituée de trois cœurs de processeurs indépendants sur une même die. Ces trois cœurs sont des versions légèrement modifiées du groupe PPE CBE dans le processeur Cell, qui a été conçu spécifiquement pour la PlayStation 3 de Sony. Chaque cœur a deux threads matériels symétriques (SMT), pour un total de six threads matériels disponibles pour les jeux. Chaque cœur individuel contient aussi 8 KiB de cache d'instructions de premier niveau (L1) et 8 KiB de cache de données de premier niveau (L1) .

Les processeurs sont marqués "XCPU" sur l'emballage, et produits par Chartered Semiconductor Manufacturing. Chartered a réduit, en 2007, le procédé de fabrication à 65 nm, réduisant ainsi les coûts de fabrication pour Microsoft, mais aussi la consommation d'énergie et permettant une meilleure dissipation de la chaleur.

Le nom "Xenon" a été adopté à la place du nom de code, au début de la conception de la Xbox 360.

Spécifications

D'après les données d'IBM.

• Fabrication en procédé 90 nm, amélioration en procédé 65 nm en 2007 (nommée, en code, "Falcon"), procédé 45 nm en mai 2010 (nommée, en code, "Trinity")
• 165 millions de transistors
• Trois cœurs symétriques, chacun compatibles SMT 2 voies, et cadencés par une horloge à 3,2 GHz, (1,6 GHz SMT)
• SIMD : Un coprocesseur vectoriel VMX128 (similaires à AltiVec) avec 2 bancs de registres (2×64 bit) pour chaque cœur
• Un FPU Scalaire pour chaque cœur
• Cache de second niveau (L2) de 1 MiB (visible par le processeur graphique) fonctionnant à demi-vitesse d'horloge (1,6 GHz) avec un bus de 64 bits
• Largeur de bande de mémoire cache L2 de 12,8 gigaoctets par seconde (64 bits × 1 600 MHz)
• Physical layers (PHY) à 5,4 Go/s, 1.35 GHz
• Résultat sur les opérations de produit scalaire : 2.4 milliards par seconde
• Performance de pointe théorique : 57.6 GFLOPS
• Restreint à l'exécution de code à ordres entrants
• eFuse : 128 bits
• ROM (et SRAM de 64 kbytes) contenant le programme de démarrage Secure Bootloader de Microsoft, et un hyperviseur de cryptage pour générer des clés de chiffrement aléatoire
• Architecture big endian
• Calcul des Flops du Xenon :

VMX128 peut prendre jusqu'à 4 nombres flottants et le FPU, 2 nombres flottants 32 bits, multiplié par 3,2 GHz et par 3 cœurs on obtient donc 57.6 GFlops, et non 115.2 GFlops, car le SMT du Xenon (comme pour le PPE du CELL B.E.) fonctionne en réalité à la moitié de la fréquence d'horloge (1,6 GHz) puisque chaque cœurs ne possèdent qu'une unité VMX et une FPU, la présence de ces deux unités en double, aurai permis d'offrir un bien meilleur SMT et donc atteindre les "115.2 GFlops"

Galerie

Illustrations des différentes générations de processeurs dans les Xbox 360 et Xbox 360 S.

• 
  Le XCPU-ES original "Xenon" fabriqué à 90 nm par IBM en 2005. "ES" signifie "Engineering Sample" et il est produit par IBM dans leur usine de Bromont au Québec.
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  Le XCPU de la version "Zephyr" fabriqué à 90 nm par Chartered à Singapour en 2006.
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  Le XCPU de la version "Falcon" fabriqué à 65 nm par Chartered à Singapour en 2007.
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  Les deux die du XCGPU: Le plus grand est le XCGPU lui-même et le plus petit die contient les 10Mo d'eDRAM. Fabriqué à 45 nm par Global Foundries à Singapour en 2010.
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  Le XCGPU avec son IHS (dissipateur métallique thermique intégré). L'ensemble est produit par IBM dans leur usine de Bromont au Québec.

Liens externes

• (fr) Die-shot du Xenon gravé à 65 nm
• (en) Résumé sur le processeur Xenon
• (en) Fonctionnement du processeur Xenon
• (en) Développement de la Xbox 360 par IBM
• (en) Architecture du processeur Xenon
• (en) Fonctionnement de la Xbox 360