轻薄版X360芯片探秘:CPU、GPU合二为一

2010-08-26 09:12:54来源: 驱动之家

  六月下旬,微软发布了新款轻薄版Xbox 360,我们也对此做了全方面的报道,不过一直有个问号没能摆平,就是新主机的单芯片处理器因为种种原因始终未能露出真容。

新款轻薄版X360
新款轻薄版X360
被散热顶盖掩盖了真相的新款单芯片处理器
被散热顶盖掩盖了真相的新款单芯片处理器

  自从2005年底发布以来,X360始终保持着较快的升级速度,芯片制造工艺也不断进化,从90nm到80nm再到65nm,直至如今的45nm。为了给游戏开发人员保持一个稳定的平台,整机性能基本保持平稳,但工艺的更新能够大大降低成本、功耗和体积。

  最新轻薄版X360开发代号“Valhalla”(北欧神话中的瓦尔哈拉殿堂),新处理器开发代号则是“Vejle”(丹麦城市维吉利),由微软、IBM共同设计。下图就是主导该项目的微软首席芯片设计师Rune Jensen、IBM高级技术工程师Robert Drehmel。

  X360采用的CPU处理器是来自IBM的PowerPC,三核心,主频3.2GHz,二级缓存1MB,GPU图形核心ATI提供的Xenos,48个统一着色器,核心频率500MHz,另外还有一颗10MB eDRAM嵌入式内存。

  经过不知道多长时间的努力,微软和IBM最终将CPU、GPU两颗芯片整合到了一块基片上,类似于Intel Sandy Bridge、AMD Fusion APU,只不过复杂度要比它们低很多。这颗新的处理器由IBM和另一家工厂(应该是被GlobalFoundries收购的新加坡特许)采用45nm SOI工艺制造,集成3.72亿个晶体管,外围封装尺寸35×35毫米,1156个焊球,内部运行频率不变。

  eDRAM嵌入式内存也被放到了该芯片内部,但和CPU、GPU是分离的,只不过是封装在一起而已,双芯片组成了一个模块。

新的单芯片处理器外观和拿掉散热顶盖之后的样子
新的单芯片处理器外观和拿掉散热顶盖之后的样子
新处理器内部架构图,可以清楚地看到三个处理核心、二级缓存、图形核心等
新处理器内部架构图,可以清楚地看到三个处理核心、二级缓存、图形核心等

  Robert Drehmel表示,设计这颗芯片最大的挑战来自于如何将不同公司制造、不同团队设计、不同设计工具创建的两颗芯片完全整合到一起,为此IBM重新学习了它们并不熟悉的ATI设计方式和特定工具,然后重建了整个设计,并使用了一种所谓的时序等价(Sequential Equivalence)技术来测试设计质量,以确保和新主机的完美兼容。

  全新的芯片取得了巨大成功:新款X360主机体积更加轻巧,功耗更低,散热器也改成了单独一个静音风扇,转速基本不会超过55%,因而也更加安静,新款X360最终成了美国市场上最热卖的游戏主机。

X360处理器、图形芯片演化历史
X360处理器、图形芯片演化历史

关键字:PowerPC  IBM

编辑:冀凯 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qrs/2010/0826/article_3074.html
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