Для обеспечения высокой производительности на материнских платах
устанавлива-ются все более быстрые чипсеты и шины с высокой пропускной
способностью. Это лишь один из шагов по объединению процессора с другими
элементами системы с целью уменьшения длины печатных проводников. Такие
решения получили общее название «системы на чипе» (System-on-a-Chip,
SoC) и уже несколько лет успешно используются в мобильных устройствах.
Не так давно компания Microsoft представила одну из самых продвинутых на
сегодняшний день микросхем SoC, которая применя-ется в обновленной
версии игровой консоли Хbох 360. Microsoft создала этот чип в
сотрудничестве с компанией IBM в обход таких гигантов, как AMD и Intel.
Ведь IBM имеет опыт в области производства интегрированных систем, и,
кроме того, именно она является производителем предыдущего поколения
процессоров для игровых консолей Microsoft Хbох. Выпускаемый
по 45-нанометровому технологическому процессу чип с кодовым именем Xenon
может справедливо называться одним из первых массовых продуктов, в
котором на одной кремниевой площадке размещены центральный процессор,
графическое ядро, память и логические компоненты ввода-вывода. Такой
подход в компоновке позволяет значительно сократить стоимость
производства, упрощает электрическую разводку материнской платы и
сокращает затраты на производство систем охлаждения. Применение SoC
позволило сделать игровую консоль Microsoft Хbох 360 более
энергоэффективной и тихой в работе.
Совместимость
Система на чипе от Microsoft построена на процессоре Power PC с тремя вычислительными ядрами и графическим ядром от AMD. Каждое из трех ядер работает на частоте 3,2 ГГц и имеет размер кеш-памяти первого уровня 32 кбайт для команд и данных. Кеш-память второго уровня объемом 1 Мбайт является общей для всех ядер. В предыдущей модели Хbох 360 процессор обменивался данными с GPU по шине FSB (Front Side Bus), однако после объединения этих элементов на одном чипе разработчики заменили шину FSB на интегрированный модуль FSBR (FSB Replacement), выполняющий ту же функцию. При этом была искусственно увеличена задержка и ограничена пропускная способность, чтобы характеристики модуля FSBR соответствовали действующей спецификации FSB. Это было сделано для того, чтобы сохранить совместимость приложений новой консоли с предшествующими моделями.
Экономичнее, тише, надежнее
Как уже было сказано, новые процессоры для консоли Microsoft
Xbox производятся по 45-нанометровой технологии. Первое поколение
чипов для Xbox было создано в рамках 90-нанометрового техпроцесса в 2005
году, а второе — по стандартам 65-нанометрового еще в 2007-м. Благодаря
эффекту синергии, возникающему в результате того, что GPU, северный и
южный мосты размещены на одном кристалле с процессором, чип SoC в новых
Xbox насчитывает всего 372 млн транзисторов. Но главная экономия
заключается не в этом, а в отказе от использования системных шин
на материнской плате, благодаря чему отпала необходимость в
преобразовании передаваемых данных. В итоге потребляемая мощность
уменьшилась примерно на 60%, что привело к снижению тепловыделения.
Это в свою очередь позволяет применять более тихую систему охлаждения, а
ведь игровые консоли Xbox 360 предыдущего поколения отличались шумной
работой. Использование системы на чипе (SoC) помогло снизить уровень
шума вдвое по сравнению с консолями предыдущего поколения. Стоит также
отметить, что уменьшение тепловыделения на приставках Xbox с
микросхемой SoC значительно продлевает срок службы компонентов и
повышает надежность консоли.
Меньше элементов — компактнее размеры.
Применение новой архитектуры в консолях Xbox 360 позволило добиться уменьшения размеров корпуса и разработать новый дизайн. Также стоит отметить, что системы на чипе открывают новые возможности для настольных компьютеров и ноутбуков, размер корпуса которых в гораздо меньшей степени будет зависеть от внутренних компонентов и в большей — от замысла дизайнера. Хотя такие процессорные гиганты, как компании Intel и AMD, пока еще не спешат выходить на рынок с похожими устройствами, одно можно сказать точно: массовое производство систем на чипе по 45-нанометровой технологии — это лишь вопрос времени.