Xenón (procesador)

Microsoft XCPU , cuyo nombre en clave es Xenon , es una CPU utilizada en la consola de videojuegos Xbox 360 , que se utiliza con el chip gráfico Xenos de ATI .

El procesador fue desarrollado por Microsoft e IBM bajo el programa de chips de IBM con nombre en clave "Waternoose", que recibió su nombre del personaje Henry J. Waternoose III de Monsters , Inc. ^{[ 1 ]} El programa de desarrollo se anunció originalmente el 3 de noviembre de 2003. ^{[ 2 ]}

El procesador se basa en la arquitectura del conjunto de instrucciones IBM PowerPC . Consta de tres núcleos de procesador independientes en un solo chip. Estos núcleos son versiones ligeramente modificadas del PPE del procesador Cell utilizado en la PlayStation 3. [ ^{3 ] [ 4 ] Cada} núcleo tiene dos hilos de hardware simétricos ( SMT ), para un total de seis hilos de hardware disponibles para los juegos. Cada núcleo individual también incluye 32 KB de caché de instrucciones L1 y 32 KB de caché de datos L1.

Los procesadores XCPU se fabricaron en la planta de fabricación de IBM en East Fishkill, Nueva York , y en Chartered Semiconductor Manufacturing (ahora parte de GlobalFoundries ) en Singapur. ^{[ 5 ]} Chartered redujo el proceso de fabricación en 2007 de 90 nm a 65 nm , reduciendo así los costos de fabricación para Microsoft.

• Proceso de 90 nm , ^{[ 6 ]} actualización del proceso de 65 nm en 2007 ^{[ 7 ]} (nombre en clave "Loki"), proceso de 45 nm desde el modelo Xbox 360 S, ^{[ 8 ]} proceso de 32 nm desde la placa base Xbox 360 E Winchester.
• 165 millones de transistores
• Tres núcleos, cada uno con capacidad SMT de dos vías y con una frecuencia de reloj de 3,2 GHz ^{[ 6 ].} 
• SIMD : Dos unidades VMX128 con un archivo de registro dedicado (128×128 bits) para cada núcleo, ^{[ 6 ]} uno para cada hilo
• Caché L2 de 1 MB ^{[ 6 ]} (bloqueable por la GPU) funcionando a media velocidad (1,6 GHz) con un bus de 256 bits  
• Ancho de banda de memoria L2 de 51,2 GB/s (256  bits × 1600  MHz)
• Bus frontal de 21,6 GB/s (en el lado de la CPU, se conecta a un  flujo de datos FSB de 1,35 GHz y 8 B de ancho; en el lado de la GPU, se conecta a un flujo de datos FSB de 16 B de ancho que funciona a 675  MHz). ^{[ 6 ]}
• Rendimiento del producto escalar : 9.6  mil millones por segundo
• Ejecución de instrucciones en orden ^{[ 6 ]}
• 768 bits de memoria OTP basada en IBM eFUSE ^{[ 9 ]}
• ROM (y 64 KB de SRAM) que almacena el cargador de arranque seguro de Microsoft y el hipervisor de cifrado ^{[ 9 ]} 
• Arquitectura big-endian

La Xbox 360 S introdujo la XCGPU (nombre en clave Vejle), que integraba la CPU Xenon y la GPU Xenos en el mismo chip, así como la eDRAM en el mismo paquete. La XCGPU sigue la tendencia iniciada con la EE+GS integrada en la PlayStation 2 Slimline , combinando CPU, GPU, controladores de memoria y E/S en un único chip de menor coste. También incluye un "bloque de reemplazo del bus frontal" que conecta la CPU y la GPU internamente de la misma manera que lo haría el bus frontal cuando la CPU y la GPU fueran chips separados, de modo que la XCGPU no altera las características de hardware de la Xbox 360.

XCGPU contiene 372 millones de transistores y es fabricado por GlobalFoundries con un proceso de 45  nm. En comparación con el chipset original de Xbox 360, los requisitos de energía combinados se reducen en un 60 % y el área física del chip en un 50 %. ^{[ 10 ] [ 11 ]}

En 2014, el sistema Winchester para Xbox 360 introdujo una GPU XCG miniaturizada fabricada con un  proceso de 32 nm (nombre en clave Oban). Este chip ya no es un módulo multichip e integra la eDRAM en el núcleo principal.

Ilustraciones de las diferentes generaciones de procesadores en Xbox 360 y Xbox 360 S.

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  El XCPU DD2 ES original fue fabricado  por IBM en 2005 con tecnología de 90 nm. ES significa "Muestra de Ingeniería" y el dispositivo fue empaquetado por IBM en sus instalaciones de Bromont, Canadá. Funcionaba a 2,8 GHz, a diferencia del chip final, que funcionaba a 3,2 GHz.
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  El procesador XCPU DD3 de 90  nm fue fabricado por Chartered en Singapur en 2006.
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  El procesador XCPU "Loki" de 65  nm fue fabricado por Chartered en Singapur en 2007.
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  Los dos chips de la XCGPU "Vejle": el más grande es la propia XCGPU y el más pequeño es la  memoria eDRAM de 10 MB. Fabricada a 45  nm por Global Foundries en Singapur en 2010.
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  La unidad XCGPU con disipador de calor. El dispositivo completo es empaquetado por IBM en sus instalaciones de Bromont, Canadá.

• Descripción general del hardware Xenon. Archivado el 20 de febrero de 2006 en Wayback Machine por Pete Isensee, líder de desarrollo del Grupo de Tecnología Avanzada de Xbox, escrito algún tiempo antes del 23 de junio de 2007.

• Ars Technica explica la CPU Xenon