AMDが性能で妥協しないノート・パソコン用CPUコア「Bobcat」を公表 ―― Hot Chips 22

●新型XboxのCPU GPU混載プロセッサ

　このほか米国Microsoft社と米国IBM社が，2010年6月に発売された据置き型テレビ・ゲーム機「Xbox 360 250GB」に搭載された大規模プロセッサの内容を公表した．講演者はMicrosoft社のRune Jensen氏とIBM社のBob Drehmel氏である．

　開発した大規模プロセッサはCPUとGPU（Graphics Processing Unit）を混載したもので，「CPU GPU SoC」と呼んでいた．Xbox 360用のプロセッサは，以前はCPUとGPUが別のチップになっていた．すなわち，65nm世代までは別チップの構成だった．これを45nm世代に縮小するときに，ワンチップ（シングル・ダイ）にまとめた（写真13）．

写真13　据置き型テレビ・ゲーム機「Xbox 360」用プロセッサの推移

　65nm世代までのCPUはIBM社が，GPUはATI Technologies社（現在のAMD社）が製造していた．そこで45nm世代の「CPU GPU SoC」の開発に当たっては，GPUについてはATI社の設計データ（Verilog HDL記述）をIBM社の設計データ（VHDL記述）に変換し，それから論理合成を実行してレイアウトした（写真14）．「CPU GPU SoC」でもゲーム・プログラムからは以前と同じ回路に見えるように，後方互換性の維持に注意を払ったという．

写真14　「CPU GPU SoC」の設計手法

　「CPU GPU SoC」のCPU部分には動作周波数が3.2GHzのPowerPCコアを3個内蔵し，1Mバイトの共有2次キャッシュも備える（写真15）．GPU部分は，48個の並列ユニファイド・シェーダをグラフィックス・コアとして内蔵する．グラフィックス演算の処理性能は，1秒間に240億個のシェーダ命令実行，1秒間に40億画素の塗りつぶし実行，1秒間に5億個の三角形をジオメトリ処理，などである．グラフィックス用メモリには，10MバイトのeDRAMチップを同じパッケージに収納した．

写真15　「CPU GPU SoC」の内部ブロック図

　製造技術は45nmのSOI（Silicon on Insulator） CMOS技術と10層金属配線技術である（写真16）．トランジスタ数は3億7200万トランジスタ．パッケージは35mm角のフリップチップBGAである．

写真16　「CPU GPU SoC」の製造技術とチップ・レイアウト

ふくだ・あきら
フリーランステクノロジーライター
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