Xenon (processore)

Xenon è un microprocessore, unità di elaborazione centrale della console Microsoft Xbox 360.^[2] Il processore venne sviluppato da Microsoft e IBM, con il progetto sotto il nome in codice "Waternoose", che prendeva il nome dal personaggio "Henry J. Waternoose III" di Monsters & Co.^[3] L'annuncio dello sviluppo venne reso pubblico a novembre 2003.^[4]

Xenon Central processing unit
Prodotto	dal 2004 al 2015
Venduto da	Microsoft
Progettato da	IBM, Microsoft
Produttore	IBM, GlobalFoundries
Applicazioni	embedded
Nome in codice	"Waternoose"
Specifiche tecniche
Frequenza CPU	3,2[1] GHz
Frequenza FSB	5,4 GHz
Processo (l. canale MOSFET)	90, 65, 45 nm
Set di istruzioni	RISC PowerPC
Microarchitettura	64 bit
N° di core (CPU)	3
Thread per core	2
Cache L1	192 kB[1][N 1]
Cache L2	1 MB[1]

Caratteristiche

Xenon si basa sull'instruction set IBM PowerPC. È costituito da tre cores indipendenti a 3,2 GHz su un singolo die da 165 milioni di transistors.^[1][5] Ogni core ha due threads simmetrici (SMT), per un totale di sei threads disponibili per i videogiochi.^[1] Questi cores sono versioni leggermente modificate dell'unità "PPE" (power processing element) presente nel processore Cell utilizzato da PlayStation 3.^[6]

Ciascuno dei cores possiede una estensione "VMX128", un nuovo tipo di estensione che discende dalle "VMX" originali (note anche come AltiVec), ed è stata appositamente concepita per l'accelerazione di grafica e fisica nei videogiochi, aumentando il numero di registri da 32 a 128. I 32 registri originali sono mappati nelle prime 32 voci di registro.^[1]

Ogni singolo core è dotato di una CPU cache di primo livello larga 64 kB: 32 kB per le istruzioni con associatività a 2 vie (2-way set-associative) e 32 kB per i dati con associatività a 4 vie (4-way set-associative).^[1] La cache di secondo livello è invece larga 1 MB, permette una associatività a 8 vie (8-way set-associative) ed è condivisa da tutti e tre i cores.^[1] Questa cache ha una frequenza pari a 1,6 GHz e, con un bus a 256 bit, la velocità di trasmissione è di 51,2 GB/s.^[5]

Il front side bus a livello fisico ha una trasmissione dati di 21,6 GB/s,^[5] divisa in due vie a 10,8 GB/s, con frequenza a 5,4 GHz.^[1]

Xenon può raggiungere un picco di performance complessiva in virgola mobile pari a 115,2 GFLOPS. La performance sul prodotto scalare, raggiunge le 9,6 miliardi di operazioni al secondo.^[5]

I due chip dell'XCGPU: il più grande è l'XCGPU stesso, il più piccolo è l'eDRAM da 10 MB

XCGPU

Il modello "Xbox 360 S" ha introdotto il costrutto "XCGPU": una configurazione che integra l'unità di elaborazione centrale Xenon e l'unità di elaborazione grafica Xenos sullo stesso die, e l'eDRAM nello stesso package.

Questo tipo di configurazione ha avuto dei precedenti con PlayStation 2: la CPU Emotion Engine, la GPU e il controller di memoria sono stati saldati sullo stesso package a costi ridotti, a partire dal modello "Slim". Contiene anche un "blocco di sostituzione del bus" che collega la CPU e la GPU internamente, in modo analogo al ruolo svolto dal bus nei modelli precedenti dove CPU e GPU erano chip separati, cosicché che la configurazione "XCGPU" non cambi le caratteristiche hardware di Xbox 360.

"XCGPU" contiene 372 milioni di transistors ed è stato prodotto da GlobalFoundries con una litografia a 45 nm. Rispetto al chipset originale di Xbox 360, i requisiti di alimentazione elettrica combinata sono stati ridotti del 60% e l'area fisica del chip del 50%.^[7][8]