Hubo un tiempo en el que todo lo que hacía IBM con la arquitectura PowerPC estaba bien: incorporaban Altivec —una tecnología de Motorola— a sus chips de 64 bits para poder proporcionar un futuro G5 a Apple, construían el superordenador más potente del mundo con esos procesadores, Virginia Tech conseguía el supercomputador de mayor relación rendimiento/precio, el Mare Nostrum de Barcelona iba viento en popa… y sobre todo, IBM anunciaba su microprocesador multinúcleo asimétrico Cell, que parecía el futuro de la computación multimedia.
No se sabe si IBM buscó a Microsoft y Sony para poner la arquitectura PowerPC en sus consolas porque veía que Apple le podía fallar, si Apple dejó a IBM porque no veía un compromiso de desarrollo, o si sencillamente IBM buscaba clientes para un micro que Apple había rechazado —para no tener que reescribir (de nuevo) Mac OS X para Cell—.
El caso es que, según informa c|net en su bitácora _Processors and Systems_, parece que la productividad de las fábricas que manufacturan los microprocesadores Cell está siendo deprimente: del orden del *90% de los chips* que se crean sobre las obleas de circuito impreso *no funcionan*.
Comenzaremos por recordar —muy suavemente— un poco de teoría de fabricación de circuitos impresos: los defectos se producen, en su mayoría, por la presencia de partículas que alteran bien las propiedades, bien el dibujo, que se ha realizado sobre el material. Se pueden producir los siguientes efectos:
- Cuantas más partículas haya libres, más defectos habrá. Esto se controla mediante la eficiencia de las medidas de limpieza en las salas blancas, y aumentando la automatización para minimizar la aportación de _sustancias_ (grasa corporal, pelo, escamas de piel…) por parte de los operarios.
- Cuanto más grande sea una oblea, más partículas recogerá; sin embargo, para el mismo tamaño de chip, la proporción de defectos se mantiene, o incluso mejora un poco, por el mejor aprovechamiento del espacio, y porque el número de partículas se mantiene por volumen, pero sólo crece la superficie.
- Cuanto más grande sea un chip, para el mismo tamaño de oblea, mayor número de defectos, porque si cae un determinado número de partículas sobre la oblea, producirán fallos en las zonas donde caigan; esto supone que si en una oblea caben 100 chips, por ejemplo, y hay 3 defectos, el peor caso es de 3 chips defectuosos de 100; en cambio, si el chip fuese más grande, y sólo cupiesen 25, esos 3 defectos, en el peor caso, afectarían a 3 de cada 25, o casi un 12%. Podemos ver cómo el aumento del tamaño del chip es problemático, si se mantiene el tamaño de la oblea.
Lo que ocurre con Cell es que se trata de un chip bastante grande, y además dispone de mucha lógica de interconexión: recordemos que Cell incluye dos núcleos tipo PowerPC 970 sin Altivec, y de 8 unidades SPE, que vienen a ser un Altivec musculado, con su propia RAM.
IBM piensa aumentar la productividad (yield en inglés) de la fabricación de Cell introduciendo redundancia en el procesador. Esto hará el procesador más grande, pero si un fallo cae en un subsistema, en tiempo de detección de fallos se desactiva, y se activa el sistema redundante.
En cualquier caso, esta solución no garantiza que se doble la productividad (después de todo, estamos aumentando el tamaño del chip), e implica un rediseño de todo el proceso físico del chip.
De paso, leyendo _Turn Down the Heat … Please_ en Reed Electronics —donde primero se comenta el problema de la productividad de los chips grandes de IBM—, se comenta que el número de unidades SPE necesarios para la PS3 es de 7, de modo que uno de ellos podría quedar como _reserva_, aunque ahora mismo habría que enviar la unidad al fabricante para la _cura_, aunque se especula con la posibilidad de añadir circuitería que desactivara una SPE defectuosa sobre la marcha, bien mediante la aplicación externa de corriente para quemar determinados fusibles (algo que podría hacerse por software), o mediante la inclusión de lógica adicional en el chip que detecte fallos sobre la marcha, y suprima la unidad defectuosa.
Después de todo, dejar de depender de IBM no fue tan mala idea… Con todo lo retorcida que es la arquitectura x86 (vamos, es fea de narices), el que existan muchos más fabricantes que dependen de ella no deja de ser una red de seguridad… aunque seguramente Apple tenga algún acuerdo de exclusividad por cierto tiempo con Intel.
Enlaces
- c|net: Bitácora Processors and Systems
- c|net: Cell processor yields looking dismal
- Electronic News: Turn down the heat… Please
h3. Otros enlaces relacionados de la bitácora
Comentarios
13 respuestas a «c|net: La producción de procesadores Cell, deprimente»
Todo esto es muy sencillo de entender:
1. La producción por oblea de un Cell con 8 SPE es de un 10%.
2. La producción por oblea de un Cell con 7 SPE es de un 20%
3. La producción por oblea de un Cell con 6 SPE es de un 40%
Aparte de que mientras IBM va diciendo que el Cell a 3.2 Ghz es un objetivo en Sony dicen que es algo ya existente y me fio más de IBM que de Sony, vista la situación el Cell existente y funcional es el que corre a 2.4Ghz.
(Lo que ocurre con Cell es que se trata de un chip bastante grande, y además dispone de mucha lógica de interconexión: recordemos que Cell incluye dos núcleos tipo PowerPC 970 sin Altivec, y de 8 unidades SPE, que vienen a ser un Altivec musculado, con su propia RAM.)
No, no es asi.
El Cell tiene un nucleo con 512KB de cache L2 asignados llamados PPE (POWER Processor Element) con las siguientes caracteristicas:
-Set de instrucciones POWER/PowerPC de 64 bits
-1 Unidad de Enteros
-1 Unidad de Coma Flotante según el estandar IEEE
-2 Unidades VMX
-1 Unidad de Carga/Almacenaje
-2 Instrucciones Simultaneas por ciclo
-Multihilo soportado
-Virtualización
El PPE es in-order y carece de los complejos mecanismos de ejecución fuera de orden del PowerPC 970, bueno, en realidad no es in-order del todo ya que la carga de instrucciones desde la cache se hace desde un mecanismo fuera de orden.
Por otro lado el Pipeline del G5 es de 16 para enteros, 19 para coma flotante y 22 para VMX, aqui es 14 para coma flotante y enteros y 22 para VMX.
Urian, muchísimas gracias por la ampliación.
Los Core Duo y Core 2 Duo no me convencen, tienen muy poco BUS.
IBM erá más rápido que AMD
AMD siempre a sido más rápido que Intel.
Lo que nos da AMD PC batiendo Intel Macs
El PowerPC G5 competía con el Opteron de AMD
El Core 2 Duo se quedará atrás del Opteron de AMD
Imaginemos y razonemos. (Si Apple he IBM siguieran juntos)
Agosto 2006:
PowerMac G5 Dual a 2.7 GHz
PowerMac G5 Dual a 3.0 GHz
PowerMac G5 Quad a 3.2 GHz
PowerBook G5 1.8 GHz
PowerBook G5 1.9 GHz
PowerBook G5 2.0 GHz
La triste realidad
Agosto 2006:
Mac Pro Core 2 Duo a 2.0 GHz
Mac Pro Core 2 Duo a 2.3 GHz
Mac Pro Core 2 Quad 2.5 GHz
Y LO QUE YO PIENSO ES QUE DONDE VAN A QUEDAR LOS 3 GHZ QUE SEGUN JOBS ERA EL MOTIVO DE LA SEPARACION DE IBM
Hector, a estas alturas parece mentira que sigas asociando Megahercios a rendimiento. Por otro lado los nuevos Mac Pro no usaran core 2, si no Intel Xeon o Itanium, no recuerdo ahora mismo, con bus de hasta 1.333 mhgz y velocidades que creo que superan los 3 Ghz.
Que me corrigan si me equivoco.
Saludos.
Por cierto, Jobs no dejo a IBM por los Ghz, si no por que esta era incapaz de proporcionarle un procesador para portatiles, eso y que los G5 consumian y se calentaban demasiado.
Héctor, no confundamos deseos con realidades: NO existe un PowerPC 970 a 3GHz… porque si existiera, los xServe de Apple (y los propios pSeries de IBM) le quitarían ventas a los sistemas basados en POWER5, e IBM no quiere permitirlo. Además, a Apple le valía también un G4 de doble núcleo para portátiles… y tampoco se lo pudo proporcionar Motorola. Así que no es que Apple no le diera oportunidades a IBM y Motorola, es que no supieron (o no pudieron) aprovecharlas.
Te olvidas, primero, de que los Core Duo a secas compiten favorablemente con los supuestos PowerBook G5 que tú postulabas… y los Core 2 Duo son bastante más potentes, consumiendo menos.
Segundo, Core 2 es un término genérico. Tendrás versiones portátiles (Merom, mucho más potentes que Core 2 Duo, especialmente en tareas multimedia), sobremesa (Conroe, el que sustituye a los Pentium D actuales, todavía con mayor ventaja), y servidor (Xeon, ahora llamado Core 2 Duo Extreme Edition, conocidos por su nombre código Woodcrest). Da la sensación de que Apple va a pasar de Conroe, y se quedará con Merom para portátiles, Mac mini e iMac, y los Mac Pro utilizarán Core 2 Duo EE (alias Xeon/Woodcrest).
Bueno, en realidad, la importancia del G5 a 3GHz era que, manteniendo la arquitectura, se aumentara el rendimiento. En realidad, los PowerPC 970MP a 2,5GHz eran preferibles a un PowerPC 970 a 3GHz… y un PowerPC 970MP a 1,2GHz hubiera proporcionado un rendimiento más que razonable en un portátil, especialmente comparado con los G4, pero no hubiera supuesto un salto en rendimiento… y hubiera dejado el problema para más tarde.
Steve Jobs puede ser muchas cosas, pero es un excelente negociador, porque no teme decirte una barbaridad a la cara. Sin embargo, no se puede negociar con todo el mundo así… e IBM quizá fue demasiado orgullosa.
Por cierto, las cifras son provinientes de IBM, la fabricación de los Cell de PS3 la lleva Sony que puede ser igual, mejor o peor, dato que desconocemos completamente.
Por otro lado CNET es un media controlado por Microsoft.
hola, la frase “Incluso se puede añadir lógica que detecte automáticamente cuál de los dos sistemas está funcionando bien, para que el” esta sin terminar, creo.
Una pequeña incorreción en el artículo. Mac OS nunca hubiese corrido sobre un Cell. IBM tiene la intención de que sólo Linux funcione sobre esos chips. Están invirtiendo muy fuerte en el sistema del pingüino (lo consideran el futuro) y Cell es solo una pieza más.
Gracias, guille, he cambiado un poco la redacción, porque esa frase se iba a utilizar en dos sitios diferentes.
Sea cual sea la intención de IBM, si Linux puede portarse para correr sobre Cell, Mac OS X también puede. Se podría hacer de varias formas, dependiendo de la utilidad que se le quiera dar a los SPEs, pero es una cuestión de software. Otra cosa es que sea difícil, y que a Apple no le interese.
De todas formas, el sistema de paso de mensajes de Mach podría ser más efectivo con mayor número de núcleos, así que Mach no sería mal kernel para un sistema con tanto paralelismo hardware como Cell.
Ya puestos:
Agosto 2006:
PowerMac G5 Quad a 5 THz
PowerBook G4 Quad a 900MHz
xDDD
hm. hope to see same more info