عنصر پردازش قدرت

**عنصر پردازش توان** ( **PPE** ) شامل یک **واحد پردازش توان** ( **PPU** ) و یک حافظه نهان L2 با ظرفیت ۵۱۲ کیلوبایت است. در بیشتر موارد، PPU در یک PPE استفاده می‌شود. PPU یک هسته ریزپردازنده ۶۴ بیتی دو رشته‌ای PowerPC 2.02 است که توسط IBM برای استفاده در کنسول‌های بازی PlayStation 3 و Xbox 360 طراحی شده است، اما در محاسبات با کارایی بالا در ابررایانه‌هایی مانند IBM Roadrunner که رکوردشکنی کرده است، نیز کاربرد دارد.

* موتور پهنای باند سلولی (Cell BE) که عمدتاً در کنسول بازی پلی‌استیشن ۳ سونی استفاده می‌شود. این موتور از PPE استفاده می‌کند و در سه نسخه عرضه می‌شود، یک نسخه ۹۰ نانومتری، ۶۵ نانومتری و ۴۵ نانومتری.
* PowerXCell 8i که نسخه‌ای از Cell BE با FPU پیشرفته و سیستم حافظه بهبود یافته است. این مدل فقط به صورت تکی ۶۵ نانومتری تولید شد.
* پردازنده XCPU که در یک پیکربندی سه هسته‌ای و یک حافظه نهان یکپارچه (کش) L2 با ظرفیت ۱ مگابایت در داخل ایکس‌باکس ۳۶۰ مایکروسافت استفاده می‌شود. این پردازنده در سه نسخه عرضه می‌شود، مدل ۹۰&nbsp;نانومتری و ۶۵ نانومتری، و XCGPU که ۴۵نانومتر است  با پردازنده گرافیکی یکپارچه از ATI .

## ویژگی های اصلی

* هسته ۶۴ بیتی، دو رشته‌ای
* ۳.۲ گیگاهرتز نرخ کلاک معمولی
* ۳۲ کیلوبایت حافظه نهان دستورالعمل سطح ۱
* ۳۲ کیلوبایت حافظه نهان سطح اول (L1)
* ۵۱۲ کیلوبایت حافظه نهان یکپارچه سطح دو، با قابلیت تنظیم ۸ طرفه در مدل PPE.
* سازگار با PowerPC ISA نسخه 2.02 و 64 بیتی ( POWER4 و PowerPC 970 )  
* قابلیت AltiVec SIMD

## واحد های اجرایی

* واحد شعبه (BRU)
* واحد عدد صحیح ممیز-ثابت (FXU)
* واحد بارگیری و ذخیره (LSU)
* واحد ممیز شناور (FPU)
* واحد توسعه رسانه برداری (VMX)

## به ترتیب
PPU یک پردازنده‌ی مرتب است، اما ویژگی‌های منحصر به فردی دارد که به آن اجازه می‌دهد بدون نیاز به سخت‌افزار گران‌قیمتِ مرتب‌سازی مجدد، از مزایای اجرای خارج از ترتیب بهره‌مند شود. با رسیدن به یک خطای کش L1 - می‌تواند از خطای کش عبور کند و تنها زمانی متوقف شود که یک دستورالعمل واقعاً به یک بار وابسته باشد. می‌تواند تا 8 دستورالعمل بارگذاری را به کش L2 خارج از ترتیب ارسال کند. این پردازنده دارای یک لوله‌ی تأخیر دستورالعمل است - یک مسیر جانبی که به آن اجازه می‌دهد دستورالعمل‌هایی را اجرا کند که معمولاً باعث توقف خط لوله می‌شوند، بدون اینکه بقیه‌ی خط لوله را متوقف کند. خط لوله‌ی تأخیر دستورالعمل برای بارگذاری/ذخیره‌سازی خارج از ترتیب استفاده می‌شود: خطاهای کش در حین حرکت در آنجا قرار می‌گیرند.

## خط تولید تجهیزات حفاظت فردی (PPE)
PPE دارای یک خط لوله عمومی ۲۳ مرحله‌ای است که ۱۱ مرحله اضافی برای ریزکد و ۴ مرحله اضافی برای پیش‌بینی شاخه‌ها در آن امکان‌پذیر است. 

## چند نخی
PPU به‌صورت هم‌زمان **دو [[چندریسمانی همزمان|رشتهٔ سخت‌افزاری]]** را اجرا می‌کند. رجیسترهای اصلی مربوط به اجرای کد، همراه با رجیسترهای مدیریت استثناها و وقفه‌ها، و همچنین چند آرایه و صف ضروری، برای هر رشته **به‌صورت جداگانه تکرار شده‌اند**. هر رشته می‌تواند استثناهای خودش را ایجاد کند و براساس تاریخچهٔ انشعاب مخصوص به خودش **پیش‌بینی انشعاب** انجام دهد.

با این حال، **موتور اجرای دستورها** و **حافظه‌های کش** تکرار نشده‌اند؛ بنابراین این پردازنده همچنان یک **طراحی تک‌هسته‌ای** محسوب می‌شود.

## ظرفیت ممیز شناور
واحد محاسبات اعشاری 64 بیتی دقت دوگانه و واحد VMX با پهنای 128 بیت (که از مجموعه دستورات Altivec استفاده میکند) در PPU میتوانند به صورت نظری 12 عملیات ممیزر شناور در هر چرخه انجام دهند. این توان به دلیل قابلیت انجام عملیات ضرب-جمع ممیز شناور در واحد محاسبات اعشاری است و این که دقت آن کمتر از 64 بیت نمیشود.

با در نظر گرفتن فرکانس 3.2 میلیارد چرخه در ثانیه ضرب در 12 عملیات نتیجه به 38.2 میلیارد عملیات شناور در ثانیه میرسد.

واحد پردازش PPU در پردازنده PowerXCell 8i بهبود یافته است تا بتواند عملیات ممیز شناور با دقت دو برابر را در یک سیکل انجام دهد که برای محاسبات با کارایی بالا در ابررایانه‌ها مناسب است.

واحد VMX در XCPU در ایکس‌باکس ۳۶۰ با ۱۲۸ رجیستر بهبود یافته است و کاملاً با AltiVec معمولی سازگار نیست.

## منابع

رده:ریزپردازنده‌های آی‌بی‌ام
رده:سخت‌افزارهای ایکس‌باکس ۳۶۰