Центральный процессор
Основная статья: Cell


Кристалл процессора Cell
Инженеры компаний IBM и Sony совместно разработали эксклюзивный многоядерный процессор Cell BE, работающий на частоте 3,2 ГГц. Основной блок (PPE) основан на процессоре PowerPC от IBM и имеет восемь синергических ядер (SPE). PPE имеет 512 Кб кэша второго уровня L2 и один блок векторных вычислений VMX (AltiVec). Каждое из 8-ми SPE-ядер — это RISC-процессор со 128-битными SIMD и суперскалярными функциями[источник не указан 674 дня]. Синергические ядра имеют по 256 Кб программно-адресуемой SRAM-памяти.
Рабочими являются только семь ядер, восьмое — дополнительное и предназначено для улучшения производительности путём распределения мощности между остальными ядрами. Если одно из восьми ядер получит дефект при производстве, то оно может быть отключено без необходимости объявления дефектности всего процессора.
[править]Графический процессор
Основная статья: RSX
Техпроцесс 65 нм, 45 нм (после 2008) Тактовая частота 3.2 ГГц ППЭ (основной процессор) PowerPC Element, 2 ядра Кэш 1-ого уровня ППЭ 32 КБ код, 32 КБ данных Кэш 2-ого уровня ППЭ 512 КБ Количество СПЭ 8 Локальная память СПЭ 256 КБ на ядро (кэша нет) Пиковая производительность одного СПЭ на операциях одинарной точности 25.6 Гфлопс Пиковая производительность одного СПЭ на операциях двойной точности (PowerXCell 8i) 12.8 Гфлопс Пиковая производительность CELL на операциях одинарной точности 204.8 Гфлопс Пиковая производительность CELL на операциях двойной точности 102.4 Гфлопс Регистровый файл СПЭ 128 регистров по 128 бит Пропускная способность внутренней шины 204.8 ГБ/сек Пропускная способность контроллера памяти 25.6 ГБ/сек
Полный высококачественный вывод (до HDTV) на 2 канала
В графическом процессоре используются многоканальные программируемые параллельные шейдерные конвейеры, которые используют вычисления с плавающей точкой
136 шейдерных операций за проход
74,8 миллиарда шейдерных операций в секунду (100 миллиардов вместе с центральным процессором)
33 миллиарда скаллярных произведений в секунду (51 миллиард вместе с CPU)
128-битная точность пикселя используется для качественной отрисовки сцен с HDR
256 МБ графической памяти
[править]Память
Используется два вида памяти — основная высокопроизводительная память Rambus XDR и дополнительная GDDR3:
256 МБ Rambus XDR DRAM, работающая на частоте CPU (3,2 ГГц)
256 МБ GDDR3 VRAM, частота — 700 МГц
[править]Теоретическая пропускная способность системы
15.6 Гб/с для главной памяти XDR DRAM: 64 бита × 1.2 ГГц
15.4 Гб/с для GDDR3 VRAM: 128 бит × 700 Мгц × 2 доступа к памяти за один проход
RSX 20 Гб/с (запись), 15 Гб/с (чтение)
SB 2.5 Гб/с (запись), 2.5 Гб/с (чтение)
204.8 Гб/с Cell Element Interconnect Bus (теоретическая пиковая производительность)
Cell FlexIO Bus: 35 Гб/с исходящий, 25 Гб/с входящий (7 исходящих и 5 входящих каналов шириной 1 Байт, оперирующих на частоте до 5 ГГц). Эффективная пропускная способность обычно составляет 50-80 % от общей.

Центральный процессор

Основная статья: Xenon (процессор)
CPU Xenon, разработанный по заказу Microsoft, является трёхядерным микропроцессором, спроектированным в IBM на базе архитектуры PowerPC. Изначально процессор выпускался по 90-нм техпроцессу, однако позднее (начиная с ревизии Falcon) для снижения тепловыделения стал применятся 65-нм техпроцесс. Процессор выделяет высокая производительность в вычислениях с плавающей запятой через множественные FPU и SIMD модули векторного вычисления в каждом ядре. В теории, он способен на выполнение 9,6 миллиардов операций с плавающей запятой в секунду (115,2 гигафлопа). Каждое из трёх симметричных ядер CPU использует мультитрединг и работает на частоте 3,2 ГГц. В любом случае, также как и в других консолях, для уменьшения размеров, тепловыделения, стоимости и энергозатрат, процессор использует in-order execution систему обработки команд (в отличие от out-of order execution, которая используется в процессорах на PC, в том числе Intel Coppermine 128-based Pentium III на первом Xbox). Начальная ревизия консолей использовала чип, производимый по 90-нм технологии, тогда как сейчас в магазинах продаётся усовершенствованная версия с чипом по 65-нм технологии. С графическим чипом процессор связан шиной, имеющей пропускную способность в 21,6 ГБ/сек (по 10,8 от GPU и к GPU). CPU Xbox 360 имеет 1 Мб кэша второго уровня, работающего на половине частоты процессора. Этот кеш общий для всех трёх ядер. Также CPU использует технологию eFuse и содержит ROM для хранения 1BL(First Boot Loader) и защитных ключей Microsoft, используемых для расшифровки данных игры.
[править]Графическое ядро

Основная статья: Xenos (чип)


Xbox 360 GPU; обратите внимание на eDRAM слева от главного чипа
GPU в первом Xbox был разработан NVIDIA, тогда как в Xbox 360 находится графическое ядро от ATI под названием Xenos. Он разрабатывался под кодовым именем «1C», но иногда неправильно называется «R500». GPU содержит два отдельных кремниевых чипа, работающих на частоте 500 МГц. Главный GPU изготовлен в TSMC, а eDRAM-чип в NEC. Дочерний чип содержит дополнительную логику и 10 MB eDRAM, которая используется как буфер кадра. Благодаря дочернему чипу Xenos поддерживает 4x MSAA, Z-буферизацию, Альфа-блендинг без потерь в производительности GPU. Xenos полностью поддерживает Direct3D 9c и большинство функций Direct3D 10, таких как унифицированная шейдерная архитектура.
[править]Память и системная шина



Диаграмма шин Xbox 360
Консоль имеет 512 Мб DDR3 RAM, работающей на частоте 700 МГц с эффективной скоростью передачи на 1,4 ГГц 128-битной шины. Память общая для CPU и GPU, сделанной по унифицированной архитектуре, что является весьма хорошим достоинством памяти Xbox 360. Память была разработана при участии Samsung и Qimonda.
Внутренний модуль eDRAM связан со своей памятью шиной 256 ГБ/с. Высокая пропускная способность используется преимущественно для z-буферизации, альфа-блендинга и сглаживания; это сохраняет время и место в памяти, так как туда записывается уже готовый кадр. Между eDRAM и GPU скорость передачи данных составляет 32 ГБ/с. Пропускная способность GPU и памяти составляет 22,4 ГБ/с, а с южным мостом — 500 МБ/с.