ARMベースのCellの可能性について考察してみる(訂正あり）

当ブログのコメント欄にて、次世代CellはARMベースになる可能性について議論してます。

次世代PS及びCell関連にご興味のある方々以外には読み飛ばしても結構です。専門的な言葉を多用してますが、その解説は省きますので、ご容赦ください。

まず、以下の箇所書きにてまとめてみます。

・PS4といわれるものは、PS Vitaの超絶進化形といってもいいほど、
「ARM+PowerVR」ベースを採用し、Cellアーキテクチャーと融合したものになるのでは。根拠として、元々モバイル向けなので、発熱や消費電力にも有利。従来のCellアーキテクチャーと融合して、無数の改良したSPEを組み込む。次世代Cellといってもよい性能を実現できるのでは。

・Cell開発の3社（IBM/東芝/Sony)がPS VitaのCPU開発に関わっている。なぜ関わっているのは、PS4にも、ARMベースのCPUを開発している可能性があるのでは。

・PowerVRも、PS Vita向けで開発元のImaginationとSCEが共同開発していた。PS4でもダッグを組む可能性はあるのでは。Imagination自身も次世代ゲーム機へのPowerVR搭載については非常に関心を持っているようだ。また、PS4としてはPowerVRに切り替えても、互換性としてはおそらく問題になりにくいと思われる。（CPUに比べて互換性は容易のため。）消費電力や発熱対策としても、有利といわれているので、確かに魅力的な選択だと思う。もし、PS4がPowerVRを採用したら、据え置きハードとしてドリームキャスト以来の採用になること。

・確かに、インテルが導入しようとしている、最新鋭の22nmは90nm世代に比べて、
もう天文学的金額になっていること。導入期間も長くなっていること。（関連記事）そのため、PS4が出る頃（2014～2015年）でも、32nm～28nm世代が数年メインで続ける可能性は高い。(初期PS3のように、PS4は逆ざやを出すようなハードにする可能性は極めて低いだろう。）つまり、薄型PS3(65nmベース）のダイサイズぐらいが限界だろうと思われる。

・現実的なダイサイズに抑えるには、現行PPE（PowerPCベース）のマルチコア化じゃ、無数のSPEを搭載する余裕もなくなる可能性が高くなる。発熱対策及び消費電力がきつくなる。現行のアーキテクチャーのままじゃ、悲願だった家電用途への展開が難しくなる。しかし、ARMベースに切り替えることになると、消費電力及び発熱の低減に期待できる。パワフルなら、言うことはなし。（PPE部分は発熱が一番大きいといわれているので、ARMベースに切り替えたら、発熱問題が解決される可能性もある。）

・問題として、ARMは64bitに対応してないこと。（PowerPCは64bit対応）ただし、現在は開発中で、2014年以降登場する予定。しかし、PS4に間に合うか、微妙。ただし、まもなく今年に登場されるA15ベースは40bit対応で、（仮想64bit対応も可能らしい）互換性として実用上問題ないのでは。確かに、スパコン搭載を目指さない限り、問題ないかも。

僕なりの考察は長文になりましたので、エントリーにて記載したいと思います。

調べれば調べるほど、なんか次世代Cellは、ARM搭載はありえるかもと思うようになってきました。

※以下の計算方法には間違いありました。当初マルチコアCPUを１コアあたりの性能として計算してしまったので、再計算してみたところ、間違いありました。以下より訂正いたします。（1/31訂正）

http://ja.wikipedia.org/wiki/MIPS

根拠は上のwikipedia記事。

PS3のPPEは10,240MIPS。1MHzあたりに3.2です。
ライバルのXBOX360は 19,200MIPS,1MHzあたりに6。

これはSPEを全く使いこなしてない場合、いわゆるマルチでXBOX360版より遅い結果が出ても仕方がないですね。

もちろんSPEを使いこなせば、逆転します。アンチャーテッドなどがいい例です。

1つのコアでの同じ動作周波数でもA15は性能的にA9の約2倍向上しているそうです。

PS VitaはA9ベースのQuad Coreですが、動作周波数は不明。1GHzとしても、
5.0x1000(1GHz)x4コア=10000MIPS。

(5.0/2)x1,000(1GHz)x4コア=10,000MIPS。

（追記）恥ずかしい・・単なる計算ミスでした。結果的に合ってましたが。

PS3のPPE並なので、”NGP”が発表される前に、確かに
初期PS3ソフト並の画質を実現できるという噂もありましたね。

PS Vita版アンチャは初期PS3ソフトにほぼ匹敵できると証明されましたね。

A15ベースの8コア搭載LSIは現在開発中で、ARMサーバ発売を目指している情報もあります。Google、AppleではARMサーバ開発には積極的だそうです。

次世代PPEは、A15ベースで8コア搭載、PS3並の3.2GHzベースなら、

14x3200x8=358400MIPS

訂正(14/4)x3200x8=89,600MIPS

という数字を実現できます。

Intel Core i7 Extreme Edition 990x    159,000 MIPS at 3.46 GHz   

次世代PPEだけで最新鋭のCorei7の2倍以上なので、驚くべきです。
SPE付きだったら、まさに鬼に金棒です。

4コア搭載としても、

14x3200*4=179200 MIPS。

訂正：(14/4)x3200x4= 44,800 MIPS。

立派な最新鋭レベルの数字です。
数年前（2009年）の高性能PCのCPU並の数字です。

もちろん理論値なので、単純には比較できませんが、次世代PPEベースとして、性能的にはかなり期待してもいいかもしれません。

1コアのみの性能を考えても、

14x3200=44800。

訂正：(14/4)x3200=11,200MIPS

XBOX360の2倍以上なので、確かにPS3のPPEコードが互換性として問題なく動作できるかも。PowerPC互換性のため、ハードウェア支援機能を搭載すれば問題ないかもね。

IBMはARM開発にもかなり積極的。以前、ARM社と14nmでの共同開発の話が発表されております。

PS Vitaの共同開発メーカーでもある東芝の開発されたCell TVについて。現在は後継機種はCEVOというLSI（SoC)に切り替えましたが、興味深いことに、ARMベースのSoCが採用されていること。つまり、東芝には、Cell→ARMベースに移行したという経験は持っているのです。ちなみに、PowerPCのエンディアンはビッグエンディアン。ARMは両方のエンディアン（ビッグエンディアン、リトルエンディアン）に対応できるので、互換性としては大きな問題になりにくいと思われます。

IBMはPPEがPowerPCベースでないと容認できないスタンスという問題がありますが、おそらくIBM自身も、PowerPCの発熱問題に悩んでいるはず。ARMなら、容認できる可能性もあるかもしれません。

据え置きはもちろん消費電力はある程度気にしなくてもよいので、
4GHzもありえるかも。14*4000*8=448000 MIPSとなりますね。

（追記）Cortex-A15ベースは仕様上では2.5GHzまでとなっていますが、あくまでもモバイル向けの話だと思いますので、半導体製造技術及び電圧の向上により、据え置きとして3.2GHzに達成するのは可能かもと思ってます。

SPEはまさにCellの生命線なので、PS3で蓄積していた開発資産をフルに活かすには、
どう考えてもSPE必須です。SPE搭載なら、初期PS3の頃、結構苦しんでいた開発問題の再来はないと思います。PS3のSPEコードがそのまま動作できるはずなので、PS3ソフト向けに開発してきたサードなら、PS4の開発環境におそらくクレームをつける可能性は低いと思いますよ。

次世代PPEは思ったよりパワフルなので、マルチ対策には問題ないかもしれませんね。

（追記）Cortex-A15世代のままじゃ、互換性は微妙になる可能性がありますので、全く問題ないとは言いがたいかも。

思ったら、一部の噂では、MSの次世代XBOX（Loop)はARMアーキテクチャーを採用する噂があります。確かにA15ベースで、たくさんのコアを積めば、それなりパワフルCPUを作れるかもしれません。ただしハードウェアの動画支援機能のようなもの＋ARMコアベースとの可能性もありますので、次世代PPEだけじゃ、十分対抗できるレベルになるかなと思います。（希望的観測ですが） 性能が足りなければ、SPEの出番ですからね。