زينون (معالج)

معالج مايكروسوفت XCPU ، الذي يحمل الاسم الرمزي Xenon ، هو معالج يستخدم في جهاز ألعاب Xbox 360 ، ليتم استخدامه مع شريحة الرسومات Xenos من ATI .

طُوّر المعالج بواسطة مايكروسوفت وآي بي إم ضمن برنامج رقائق آي بي إم الذي يحمل الاسم الرمزي "ووترنوس"، والذي سُمّي على اسم شخصية هنري جيه ووترنوس الثالث من فيلم شركة المرعبين المحدودة . ^{[ 1 ]} أُعلن عن برنامج التطوير في الأصل في 3 نوفمبر 2003. ^{[ 2 ]}

يعتمد المعالج على بنية مجموعة تعليمات IBM PowerPC . ويتكون من ثلاث نوى معالجة مستقلة على شريحة واحدة. هذه النوى هي نسخ معدلة قليلاً من وحدة معالجة الطاقة (PPE) في معالج Cell المستخدم في جهاز PlayStation 3. ^{[ 3 ] [ 4 ]} تحتوي كل نواة على خيطي معالجة متناظرين ( SMT )، ليصبح المجموع ستة خيوط معالجة متاحة للألعاب. كما تتضمن كل نواة ذاكرة تخزين مؤقتة من المستوى الأول (L1) بسعة 32 كيلوبايت للتعليمات وذاكرة تخزين مؤقتة من المستوى الأول (L1) بسعة 32 كيلوبايت للبيانات.

تم تصنيع معالجات XCPU في مصنع IBM في إيست فيشكيل، نيويورك، وفي شركة Chartered Semiconductor Manufacturing (التي أصبحت الآن جزءًا من GlobalFoundries ) في سنغافورة. ^{[ 5 ]} خفضت Chartered عملية التصنيع في عام 2007 من 90 نانومتر إلى 65 نانومتر ، مما أدى إلى خفض تكاليف التصنيع لشركة مايكروسوفت.

• عملية 90 نانومتر ، ^{[ 6 ]} ترقية عملية 65 نانومتر في عام 2007 ^{[ 7 ]} (تحت الاسم الرمزي "Loki")، عملية 45 نانومتر منذ طراز Xbox 360 S، ^{[ 8 ]} عملية 32 نانومتر منذ لوحة Xbox 360 E Winchester الأم.
• 165 مليون ترانزستور
• ثلاثة أنوية، كل منها قادر على تقنية SMT ثنائية الاتجاه ويعمل بتردد 3.2 جيجاهرتز ^{[ 6 ]} 
• SIMD : وحدتان من نوع VMX128 مع ملف تسجيل مخصص (128×128 بت) لكل نواة، ^{[ 6 ]} واحد لكل خيط معالجة
• ذاكرة تخزين مؤقتة من المستوى الثاني بسعة 1 ميجابايت ^{[ 6 ]} (قابلة للقفل بواسطة وحدة معالجة الرسومات) تعمل بنصف السرعة (1.6 جيجاهرتز) مع ناقل بيانات 256 بت  
• 51.2 جيجابايت/ثانية من عرض نطاق ذاكرة L2 (256  بت × 1600  ميجاهرتز)
• ناقل أمامي بسرعة 21.6 جيجابايت/ثانية (على جانب وحدة المعالجة المركزية، يتصل هذا  بتدفق بيانات FSB بعرض 8 بايت وتردد 1.35 جيجاهرتز؛ وعلى جانب وحدة معالجة الرسومات، يتصل بتدفق بيانات FSB بعرض 16 بايت يعمل بتردد 675  ميجاهرتز.) ^{[ 6 ]}
• أداء الضرب النقطي : 9.6  مليار في الثانية
• تنفيذ التعليمات بالترتيب ^{[ 6 ]}
• 768 بت من ذاكرة OTP القائمة على IBM eFUSE ^{[ 9 ]}
• ذاكرة القراءة فقط (وذاكرة الوصول العشوائي الثابتة 64 كيلوبايت ) لتخزين برنامج التمهيد الآمن من مايكروسوفت، وبرنامج مراقبة التشفير ^{[ 9 ]} 
• بنية Big-endian

قدّم جهاز Xbox 360 S وحدة معالجة الرسومات المدمجة XCGPU (الاسم الرمزي Vejle)، التي دمجت وحدة المعالجة المركزية Xenon ووحدة معالجة الرسومات Xenos على نفس الشريحة، بالإضافة إلى ذاكرة eDRAM في نفس الغلاف. تتبع XCGPU النهج الذي بدأ مع وحدة EE+GS المدمجة في جهاز PlayStation 2 Slimline ، حيث جمعت وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات ووحدات التحكم بالذاكرة ووحدات الإدخال/الإخراج في شريحة واحدة منخفضة التكلفة. كما تحتوي على "وحدة استبدال ناقل النظام الأمامي" التي تربط وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات داخليًا بنفس الطريقة التي كان سيربط بها ناقل النظام الأمامي عندما كانت وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات شريحتين منفصلتين، بحيث لا تُغيّر XCGPU خصائص جهاز Xbox 360.

تحتوي وحدة معالجة الرسومات XCGPU على 372 مليون ترانزستور، وتُصنّعها شركة GlobalFoundries بتقنية 45  نانومتر. بالمقارنة مع الشريحة الأصلية في جهاز Xbox 360، انخفضت متطلبات الطاقة الإجمالية بنسبة 60%، وانخفضت مساحة الشريحة الفعلية بنسبة 50%. ^{[ 10 ] [ 11 ]}

في عام 2014، قدم نظام وينشستر إكس بوكس ​​360 معالج رسومات مصغر بتقنية 32  نانومتر (الاسم الرمزي: أوبان). لم تعد هذه الشريحة وحدة متعددة الشرائح، بل تدمج ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية المدمجة (eDRAM) في الشريحة الرئيسية.

رسومات توضيحية للأجيال المختلفة من المعالجات في جهازي Xbox 360 و Xbox 360 S.

• 
  تم تصنيع معالج XCPU DD2 ES الأصلي بتقنية 90  نانومتر من قبل شركة IBM عام 2005. يشير اختصار ES إلى "نموذج هندسي"، وقد قامت IBM بتغليف الجهاز في مصنعها في برومونت بكندا. يعمل هذا النموذج بتردد 2.8 جيجاهرتز، على عكس الشريحة النهائية التي كانت تعمل بتردد 3.2 جيجاهرتز.
• 
  تم تصنيع معالج XCPU DD3 بتقنية 90  نانومتر بواسطة شركة Chartered في سنغافورة عام 2006
• 
  معالج XCPU "Loki" بتقنية 65 نانومتر، تم تصنيعه بتقنية 65  نانومتر بواسطة شركة Chartered في سنغافورة عام 2007
• 
  شريحتان من معالج الرسوميات XCGPU "Vejle": الشريحة الأكبر هي معالج الرسوميات XCGPU نفسه، والشريحة الأصغر هي ذاكرة  eDRAM بسعة 10 ميجابايت. تم تصنيعها بتقنية 45  نانومتر بواسطة شركة Global Foundries في سنغافورة عام 2010.
• 
  وحدة معالجة الرسومات XCGPU مزودة بمشتت حراري. يتم تغليف الجهاز بالكامل بواسطة شركة IBM في منشأة برومونت التابعة لها في كندا.

• نظرة عامة على أجهزة زينون، مؤرشفة في 20 فبراير 2006 على موقع Wayback Machine، بقلم بيت إيسينسي، قائد التطوير، مجموعة تقنيات Xbox المتقدمة، كُتبت قبل 23 يونيو 2007

• يشرح موقع Ars Technica معالج زينون