PS3に搭載されている"Cell"は、「何」が「どう」すごいのでしょうか?

Question

"Cell"をネットで検索して調べてみると…

>ソニー、東芝、IBM社の3社が共同開発したマイクロプロセッサ
>家庭用ゲーム機「プレイステーション3」への搭載が決まっている（搭載されている）
http://e-words.jp/w/Cell.html （IT用語辞典）

とのことなのですが、書かれている内容を読んでもチンプンカンプンで
数字や専門用語を並べられても、今ひとつ"すごさ"が伝わってきません。

このような人（私）に"Cell"の「何」が「どう」すごいのかを説明して頂けませんか?
（極力、数字や専門用語を使わずに説明して頂ければ幸いです）

SUPER-NEO · Accepted Answer

＃３ です。

提示いただいた記事にあることが私が一番最後に書いたことになります。
ちなみに、この技術で計算される内容のほとんどが１台のＰＳ３で完結
できてしまうそうです。
でも、よっぽど複雑な計算を行うときは、１台のＰＳ３では計算がおいつかない
ので、複数のＰＳ３で計算をすることになります。


ゲームでは、どのようなことに活かせるか、ということですが、
ハイビジョン映像に対応していることと、ドルビーデジタルの5.1Chサラウンドへ
リアルタイムに変換することができることが挙げられます。
ハイビジョン映像はＰＳ２では不可能なことでした。
これができるのが、まさに "Cell" のパワーなのです。
映像面も、今まで毎秒30フレームの映像であったのが、
毎秒60フレームでありながら、ＰＳ２の映像を上回る繊細さが楽しめます。
ＰＳ２でも毎秒60フレームはできるのですが画質を犠牲にせざるを得ない、
という限界がありました。

あとはさまざまな物理計算が瞬時に行える、ということでしょうか。
例えば、レースゲームなんかだと、下り坂で加速して、上り坂で減速、
というのはＰＳ２でも実現していましたが、今度は風当たりとか、
路面の状態、さらには衝突したときの車体の凹みなど、
色々な物理計算が瞬時に、しかも同時に行うことができる、
という強みもあります。

これほどすごいＣＰＵなのではありますが、
能力を引き出すのはソフトウェア開発者の知恵に委ねられそうです。

SUPER-NEO · Answer

専門的なことになりますから、なかなか難しいと思います。

"Cell"は、コンピュータが計算する部分をあらわすＣＰＵ（中央演算処理装置）です。
"Cell"は、並列処理、つまり複数のことを同時に処理できる能力が備わっているため、
スーパーコンピュータで行うような科学技術計算へも応用できる能力があります。
科学技術計算では、小数点以下の桁数が無数に続くような数字を扱うので、
より精度の高い計算結果が得ることができます。
これと同等の計算を行うことができるのが "Cell" です。
ＰＳ３でも、V1.60 のバージョンへアップグレードすれば体験できます。

parts · Answer

難しいですね。人が追いつかなければ理論は意味がありませんし、結局は分かろうとするかどうか（勉強するかどうか）になります。別に誰もがその性能のすばらしさを知るわけでもありませんし、知らなければいけないわけでもないですからね。

まずCellは、他のパーツが行っている処理を一つにしたわけではありません。そもそも、これに搭載されている命令セットは物理演算や科学グラフィックス演算など特殊な用途にも使える演算装置であり、今までは一般のPCに搭載されていなかったまたは、搭載が不十分だった技術を１つのプロセッサに収めたというのが正しい発想です。

では、Cellは何が凄いのか？

これまでのプロセッサ（CPU）は、１つのCPUで複雑な処理を複数行えるものが主流でした。複雑な処理を複数行うには複雑な回路が必要となりますから、処理が複雑で多様なものになればなるほど、回路は複雑化しました。それにあわせて性能も引き上げられてきましたが、ある時点を超えると性能はそれほど上がらなくなりました。それよりむしろ、設計が複雑になりすぎることで製造が難しくなり、設計ミスも増えたのです。

では、何故性能が上がらないのかというと、例えばの話で言えば100+100という計算式がコンピュータでは桁溢れや設計の関係で使えなかったとしましょう。そのため、10+10を20回していたというような形でソフトを開発しなければいけませんでした。しかし、プロセッサの進化によって、ソフトウェアの記述や処理方式もプロセッサの性能向上に合わせて進化してきたためです。

ただ、そうなると、新しい命令だけに対応させると古い命令は実行できなくなることがあります。これは、計算上のものよりメモリの割り当てやシステムの管理などに基づく設計思想に影響を与えることが多いため、説明は難しいのですが、これまではABCという定義が、100という数字だったが、新しい技術ではそれは1000になるという定義だったとしたなら、それが新しい定義に基づくのか古い定義に基づくのかプロセッサは判断する必要があります。

その結果、古い命令用の回路と新しい命令用の回路を合わせ、その命令の違いを識別する分岐装置を実装したのです。

これを行うことで、下位の命令との互換を維持できますが、新しい命令だけに特化しているわけではなく新しい命令も分岐を行うためその分処理が遅れます。新しい命令が増えれば増えるほど、分岐は難しくなり半導体が複雑になる割に性能は上がらなくなったのです。

また、設計が難しくなると言うのは、簡単です。作業が増えれば人は間違えやすくなります。誰でも答えられる50個の簡単な問題を解くのと、100個の簡単な問題を解くのとどちらがミスをする確率が高いでしょうか？というのと同じです。簡単でも数が増えればミスは増えます。それは設計でも同じなのです。

Cellでは、その概念を変えるための新しいアプローチが取られています。一般に異種混合（ヘテロジニアス）と呼ばれる手法を取った本格的なプロセッサです。メインのプロセッサはこれまでの技術を継承したものです。Cellの場合はIBM Power Architecture（PPE）と呼ばれる技術を採用しています。
この技術に対応した古いソフトウェア資産を動作させることができます。しかし、単純な新しい命令はそれほど速く実行できません。

それとは別に、Synergistic Processor Unit（SPU）と呼ばれるサブプロセッサが一つのプロセッサの中に入っています。これは、単純な浮動小数点演算を行う回路で、いわゆる新しい命令のみに特化しています。
その性能は１つコア（核）だけで、3GHzのPentium4を上回る演算能力があります。簡単な演算ですから安易に比較はできませんが、それが８つ搭載されており、PPEと合わせて合計200GFlops以上（1秒間に2000億回の浮動小数点演算が行える）の性能があります。ただ、このSPUだけではコンピュータは動作しません。このSPUはシステムを司る中枢機能を備えていないこと、古いCPU資産との互換性がないことなどから、これだけでは動作しないのです。

そこで、PPEとSPUとを１つにまとめたのがCellです。高速なSPUの性能をうまくソフトウェアで使うことができれば、圧倒的なパフォーマンスを発揮することでしょう。

ヘテロジニアスと呼ばれるこの技術は、まもなくパーソナルコンピュータやMacの市場にも現れるでしょう。
尚、簡単に数字で表すと浮動小数点演算においてPentium4は3GHzで20Gflopsにも達しません。（12GFlops程度）２つのコアを実装したPentiumDの3GHzでも24Gになります。全くお話しにならないでしょう。

Hoyat · Answer

何が凄いのかと簡潔に言えば
一つのプロセッサチップに
PC（通常のPCでは色々なパーツに処理を分担させている）全体の働きが出来る能力を
盛り込んだと言う事です。

まぁ実際にはデータの置き場所（ハードディスク）がとか
色々必要なのですが
数センチ四方の大きさのチップに従来型のPC1台分の性能を
そのままそっくり盛り込んだので凄いのです。

PS3に搭載されている"Cell"は、「何」が「どう」すごいのでしょうか?

＃３ です。

専門的なことになりますから、なかなか難しいと思います。

難しいですね。

何が凄いのかと簡潔に言えば

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＃３です。