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| | Lo stream processing | Lo stream processing è concettualmente simile al pipelining, solo che anziché suddividere l’elaborazione in stadi ognuno dei quali esegue uno dei passi fondamentali per l’esecuzione di una istruzione, permette di suddividere in “stadi” l’esecuzione di un intero processo di elaborazione. Ad esempio sui chip grafici ci sono varie unità di elaborazione, ognuna delle quali esegue un compito ben preciso, presentando i risultati in uscita ed inviandoli all’unità successiva per ulteriori elaborazioni (in questo caso le unità sono altamente specializzate per cui il sistema non è molto flessibile).
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Il Cell processor invece mette semplicemente a disposizione delle unità di elaborazione interamente programmabili (le SPE) specializzate per il calcolo intero o in virgola mobile a singola precisione ad elevate prestazioni, collegate da un bus ad alta velocità (fino a 96 byte per ciclo di clock) ideale per gestire gli enormi flussi di dati tra le varie SPE.
La gestione della memoria (che approfondiremo più avanti) è anch’essa studiata per favorire lo stream processing, infatti ogni SPE ha un certo quantitativo di memoria SRAM, detta Local Store, ad alta velocità (da considerarsi come una “estensione” dei registri in quanto non è una cache) ed è l’unica sulla quale può operare. Per prelevare o spostare i dati verso la memoria centrale è necessario l’utilizzo del Memory Flow Controller dedicato, il quale può eseguire più operazioni di memoria sia per conto della unità di elaborazione SPU associata (ad esempio prelevando dei dati dalla memoria e spostandoli nella Local Store), che per conto di altre MFC, che possono prelevare dati dalla Local Store e spostarli nelle proprie. Questo è l’anello di congiunzione fondamentale che permette di sfruttare al meglio i vantaggi dello stream processing, e che fa la sottile differenza tra questo tipo di elaborazione, e quella “classica” multiprocessore.
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Lo stream processing, unito alla predisposizione al calcolo vettoriale delle SPU, offre ottimi risultati soprattutto in ambito multimediale (grafica tridimensionale, decodifica video, etc.), oltre che in ambito scientifico e industriale (simulazione, analisi di dati, etc.);. Una delle prime dimostrazioni delle potenzialità del Cell nell’elaborazione multimediale è stata fatta da Toshiba, mostrando la decodifica in tempo reale di 48 flussi video MPEG-2, e la visualizzazione di tali video su una TV ad alta definizione (1920x1080 pixel) attraverso una matrice 8x6.
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