Cell/B.E.处理器编程手册
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- 作者： 徐晟 刘星 余江 戈弋
- 丛书名： IBM中国开发中心系列
- 出版社：电子工业出版社
- ISBN：9787121079214
- 上架时间：2009-4-3
- 出版日期：2009 年3月
- 开本：16开
- 页码：714
- 版次：1-1
- 所属分类：
计算机 > 计算机组织与体系结构 > 微处理器/CPU
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全面、系统介绍Cell/B.E.编程的著作...
内容简介回到顶部↑
本书是中文版的cell/b.e.处理器编程手册，是cell/b.e.处理器的通用编程参考书。本书介绍了基于cell/b.e.处理器的程序开发所需要的全部独特机制，此外还涵盖了如何帮助程序员在cell/b.e.处理器上开发用户应用程序、库、驱动程序、中间件、编译器及操作系统等相关内容。.
本书主要包含以下内容。
通用硬件和编程环境概述：第1章至第3章。
其他硬件概述和特权态（管理态）编程：第4章至第16章。其中，部分章节还包含一些关于用户态的编程内容，例如递减器等。..
问题态（用户态）编程：第17章至第24章及附录。
本书假设读者已经具备c/c++的编程经验，并且熟悉单指令多数据（simd）向量指令集，例如powerpc体系结构中的向量/simd多媒体扩展指令集、altivec、intel mmx、sse、3dnow！、x86-64或者vis指令集。本书不依赖于任何系统，且不对开发工具或操作系统环境做任何假设。...
本书主要包含以下内容。
通用硬件和编程环境概述：第1章至第3章。
其他硬件概述和特权态（管理态）编程：第4章至第16章。其中，部分章节还包含一些关于用户态的编程内容，例如递减器等。..
问题态（用户态）编程：第17章至第24章及附录。
本书假设读者已经具备c/c++的编程经验，并且熟悉单指令多数据（simd）向量指令集，例如powerpc体系结构中的向量/simd多媒体扩展指令集、altivec、intel mmx、sse、3dnow！、x86-64或者vis指令集。本书不依赖于任何系统，且不对开发工具或操作系统环境做任何假设。...
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第1章 cell宽带引擎处理器概述. 1
1.1 背景 2
1.1.1 设计目标 2
1.1.2 功率消耗、内存和频率 3
1.1.3 本书内容 4
1.2 硬件环境 4
1.2.1 处理器部件 4
1.2.2 部件互连总线 5
1.2.3 存储器接口控制器 5
1.2.4 cell宽带引擎接口单元 6
1.3 编程环境 6
1.3.1 指令集 6
1.3.2 存储域和接口 7
1.3.3 字节排序法和比特表示法 8
1.3.4 运行环境 9
第2章 powerpc处理器部件 10
2.1 powerpc处理器单元 11
2.2 powerpc处理器存储子系统 12
2.3 ppe寄存器 13
2.4 powerpc指令 15
1.1 背景 2
1.1.1 设计目标 2
1.1.2 功率消耗、内存和频率 3
1.1.3 本书内容 4
1.2 硬件环境 4
1.2.1 处理器部件 4
1.2.2 部件互连总线 5
1.2.3 存储器接口控制器 5
1.2.4 cell宽带引擎接口单元 6
1.3 编程环境 6
1.3.1 指令集 6
1.3.2 存储域和接口 7
1.3.3 字节排序法和比特表示法 8
1.3.4 运行环境 9
第2章 powerpc处理器部件 10
2.1 powerpc处理器单元 11
2.2 powerpc处理器存储子系统 12
2.3 ppe寄存器 13
2.4 powerpc指令 15
序言回到顶部↑
为致力于软件业务在中国的长期发展，IBM公司于1999年在中国投资成立了中国开发中心（IBM China Development Lab，CDL）。在为IBM全球客户提供满足需求的软件、硬件产品，以及技术和解决方案的同时，作为IBM全球软件资源在中国的窗口，CDL把全球先进技术引入中国，为中国软件产业与世界的交流搭建桥梁。.
八年来，CDL不断吸引全球卓越的科技和管理人才，以及中国各大学府的顶尖学生、优秀工程师加入，并积极致力于同本土合作伙伴共同建设团队，研发队伍从八年前的100多位软件工程师增至今天的3000多位，年平均成长速度超过50%。
CDL高度重视员工培养，除各种短期或长期的培训，员工还被派往IBM在美国或其他地区的实验室，与世界各地同仁一起工作，在工作中学习先进的技术和管理方式。CDL更是将IBM全球实验室中拥有丰富经验的技术和管理人才请到中国工作，向中国员工传授经验。庞大的资金注入，人性化的管理方式，以及对人才方面的巨大投资，对人力资本的极度重视，使中国开发中心得以与IBM全球实验室共同成长，最终拥有一支经验丰富，训练有素的团队。
目前，CDL与全世界同步发展多项领域产品，正在为包括Information Management、WebSphere、Lotus、Tivoli、Rational在内的所有IBM软件核心产品的研究和开发做出卓越贡献，并在SOA、数据库、WebSphere产品系列、普及运算、Lotus Workplace Client技术及Linux系统方面取得非凡的成就，被视为IBM全球产品的开发重心之一。
在CDL高速发展的同时，为将信息产业的最新技术尽快地转化为对中国用户有价值的解决方案，帮助用户更有成效地开展业务，增强竞争优势，我们恪守为中国软件业与世界交流搭建桥梁的承诺，希望将IBM全球公司几十年的技术积淀和我们的心得与大家共同分享，于是，我们选择了实力非凡、专业创新的电子工业出版社博文视点公司作为合作伙伴，推出这一由IBM中国开发中心（CDL）的架构师、资深软件工程师们编写的系列丛书，范围涵盖了从开发实践、测试方法、项目实践、最新技术标准和发展趋势探讨，到先进解决方案构建、面向服务的架构的提供等诸多方面。
我希望这套丛书能把我们一线专家宝贵的经验，以及我们的见解呈现给读者，并希望无论是企业IT经理、程序设计和开发人员、软件工程师、软件架构师，还是在校学生，或者是对计算机领域有兴趣的人员，都能从中获取知识或者得到启发。
在同业界分享经验和世界最新技术及趋势的同时，我们希望能为推动中国软件产业的加速发展贡献微薄之力。IBM中国开发中心将一如既往地同业界同仁一起，共铸中国信息产业的辉煌明天！
郑妙勤
IBM院士、总经理 IBM中国开发中心
当你第一次听到“Cell”的时候，你的第一感觉是什么？或许是细胞？如果不是相关的IT人士，大概很少有人会把“Cell”与某一块芯片联系到一起。我们知道，人类大脑大约包含1千亿个神经元，而每个神经元之间又是通过平均7千个树突而互相连接的。与人类大脑相似，“Cell”内部包含有2.34亿个三极管组成的大规模集成电路，是一款具有高集成度的多核芯片。
然而，先进的技术往往会使人产生一种高深莫测、无从下手的感觉，让人感到可望而不可及。这也正是我们的工程师要为大家编写本书的初衷。希望你看完本书后，会发现原来在多核芯片上编程并不如想象中的那么难。
本书首先会对Cell芯片的体系结构，通用硬件和编程环境进行概述，使读者对如何在Cell平台上进行编程有一个基本的了解。其中，关于PowerPC架构的相关阐述，也会帮助读者对这一先进技术有进一步了解。接着，本书会详细介绍关于库、驱动程序、中间件、编译器、操作系统开发等一系列内容。希望读者在看完这部分内容之后，会意识到在Cell上编程并不是想象中的那么“累”，而是可以一步一步由浅入深、循序渐进地进行。而对于那些已经掌握现代计算机系统结构和并行计算技术的编程人员而言，相信已经对Cell编程摩拳擦掌、跃跃欲试了。本书的后半部分，集中阐述了Cell相关的应用编程技术：从介绍SPE及其DMA技术入手，深入讲述并行编程和SIMD编程方法，并介绍了如何应用这两项技术充分发挥Cell中8个SPE和1个PPE的非对称体系结构的优势。希望读者能够在学习计算机并行编程技术的同时，也能掌握提升Cell性能的各种方法，从而让Cell技术在实际应用中大发光彩。..
当前，能源问题正是全球面对的一项重大挑战。计算机芯片工业发展到今天，功耗、内存和频率这三大壁垒，已经成为芯片处理器性能增长的瓶颈。Cell运用了多核多线程并行运算结构，在提高运算性能的同时，也大大节省了功耗。我们希望通过本书的推广，使读者能在学习并行编程的同时，对如何提高程序性能的技术和技巧也有所了解。同时，我们也希望通过Cell的推广，促进业界对节能的重视和支持。
对于具备一定计算机系统结构和并行处理基础知识的专业人士来讲，这是一本能让你受益匪浅的工具书。通过阅读本书，读者可以进一步了解多核体系结构的相关原理，并从Cell编程原理中得到启发。更重要的是，此书还涵盖了非常丰富的实际编程经验，帮助读者尝试各类挑战！
Cell技术是IBM与SONY和Toshiba的合作结晶。本书是由IBM中国系统及科技研发中心的研发人员在业余时间，用他们的辛勤劳动与智慧编著而成的。参与这项工作的所有人员都是Cell编程和芯片架构方面的工程师。书中许多章节也结合了他们自己在Cell平台上进行并行编程的实际经验。作为IBM中国系统及科技研究中心的首席技术执行官，我希望这本书能促进Cell技术在中国的推广，并在大中专院校计算机专业中产生一定的影响。另外，我也非常感谢中国学术界、企业界对IBM新技术推广所提供的支持。真诚地希望Cell技术能够作为一个多核技术的先驱，对中国的整个IT事业发展有所贡献。
徐健 2008年8月15日
于上海IBM系统及科技研发中心
序 言
本书是中文版的Cell宽带引擎处理器（Cell/B.E.，Cell Broadband Engine processor）编程手册，是Cell/B.E.处理器的通用编程参考书。本书介绍了基于Cell/B.E.处理器的程序开发所需要的全部独特机制，此外还涵盖了如何帮助程序员在Cell/B.E.处理器上开发用户应用程序、库、驱动程序、中间件、编译器，以及操作系统等相关内容。
八年来，CDL不断吸引全球卓越的科技和管理人才，以及中国各大学府的顶尖学生、优秀工程师加入，并积极致力于同本土合作伙伴共同建设团队，研发队伍从八年前的100多位软件工程师增至今天的3000多位，年平均成长速度超过50%。
CDL高度重视员工培养，除各种短期或长期的培训，员工还被派往IBM在美国或其他地区的实验室，与世界各地同仁一起工作，在工作中学习先进的技术和管理方式。CDL更是将IBM全球实验室中拥有丰富经验的技术和管理人才请到中国工作，向中国员工传授经验。庞大的资金注入，人性化的管理方式，以及对人才方面的巨大投资，对人力资本的极度重视，使中国开发中心得以与IBM全球实验室共同成长，最终拥有一支经验丰富，训练有素的团队。
目前，CDL与全世界同步发展多项领域产品，正在为包括Information Management、WebSphere、Lotus、Tivoli、Rational在内的所有IBM软件核心产品的研究和开发做出卓越贡献，并在SOA、数据库、WebSphere产品系列、普及运算、Lotus Workplace Client技术及Linux系统方面取得非凡的成就，被视为IBM全球产品的开发重心之一。
在CDL高速发展的同时，为将信息产业的最新技术尽快地转化为对中国用户有价值的解决方案，帮助用户更有成效地开展业务，增强竞争优势，我们恪守为中国软件业与世界交流搭建桥梁的承诺，希望将IBM全球公司几十年的技术积淀和我们的心得与大家共同分享，于是，我们选择了实力非凡、专业创新的电子工业出版社博文视点公司作为合作伙伴，推出这一由IBM中国开发中心（CDL）的架构师、资深软件工程师们编写的系列丛书，范围涵盖了从开发实践、测试方法、项目实践、最新技术标准和发展趋势探讨，到先进解决方案构建、面向服务的架构的提供等诸多方面。
我希望这套丛书能把我们一线专家宝贵的经验，以及我们的见解呈现给读者，并希望无论是企业IT经理、程序设计和开发人员、软件工程师、软件架构师，还是在校学生，或者是对计算机领域有兴趣的人员，都能从中获取知识或者得到启发。
在同业界分享经验和世界最新技术及趋势的同时，我们希望能为推动中国软件产业的加速发展贡献微薄之力。IBM中国开发中心将一如既往地同业界同仁一起，共铸中国信息产业的辉煌明天！
郑妙勤
IBM院士、总经理 IBM中国开发中心
当你第一次听到“Cell”的时候，你的第一感觉是什么？或许是细胞？如果不是相关的IT人士，大概很少有人会把“Cell”与某一块芯片联系到一起。我们知道，人类大脑大约包含1千亿个神经元，而每个神经元之间又是通过平均7千个树突而互相连接的。与人类大脑相似，“Cell”内部包含有2.34亿个三极管组成的大规模集成电路，是一款具有高集成度的多核芯片。
然而，先进的技术往往会使人产生一种高深莫测、无从下手的感觉，让人感到可望而不可及。这也正是我们的工程师要为大家编写本书的初衷。希望你看完本书后，会发现原来在多核芯片上编程并不如想象中的那么难。
本书首先会对Cell芯片的体系结构，通用硬件和编程环境进行概述，使读者对如何在Cell平台上进行编程有一个基本的了解。其中，关于PowerPC架构的相关阐述，也会帮助读者对这一先进技术有进一步了解。接着，本书会详细介绍关于库、驱动程序、中间件、编译器、操作系统开发等一系列内容。希望读者在看完这部分内容之后，会意识到在Cell上编程并不是想象中的那么“累”，而是可以一步一步由浅入深、循序渐进地进行。而对于那些已经掌握现代计算机系统结构和并行计算技术的编程人员而言，相信已经对Cell编程摩拳擦掌、跃跃欲试了。本书的后半部分，集中阐述了Cell相关的应用编程技术：从介绍SPE及其DMA技术入手，深入讲述并行编程和SIMD编程方法，并介绍了如何应用这两项技术充分发挥Cell中8个SPE和1个PPE的非对称体系结构的优势。希望读者能够在学习计算机并行编程技术的同时，也能掌握提升Cell性能的各种方法，从而让Cell技术在实际应用中大发光彩。..
当前，能源问题正是全球面对的一项重大挑战。计算机芯片工业发展到今天，功耗、内存和频率这三大壁垒，已经成为芯片处理器性能增长的瓶颈。Cell运用了多核多线程并行运算结构，在提高运算性能的同时，也大大节省了功耗。我们希望通过本书的推广，使读者能在学习并行编程的同时，对如何提高程序性能的技术和技巧也有所了解。同时，我们也希望通过Cell的推广，促进业界对节能的重视和支持。
对于具备一定计算机系统结构和并行处理基础知识的专业人士来讲，这是一本能让你受益匪浅的工具书。通过阅读本书，读者可以进一步了解多核体系结构的相关原理，并从Cell编程原理中得到启发。更重要的是，此书还涵盖了非常丰富的实际编程经验，帮助读者尝试各类挑战！
Cell技术是IBM与SONY和Toshiba的合作结晶。本书是由IBM中国系统及科技研发中心的研发人员在业余时间，用他们的辛勤劳动与智慧编著而成的。参与这项工作的所有人员都是Cell编程和芯片架构方面的工程师。书中许多章节也结合了他们自己在Cell平台上进行并行编程的实际经验。作为IBM中国系统及科技研究中心的首席技术执行官，我希望这本书能促进Cell技术在中国的推广，并在大中专院校计算机专业中产生一定的影响。另外，我也非常感谢中国学术界、企业界对IBM新技术推广所提供的支持。真诚地希望Cell技术能够作为一个多核技术的先驱，对中国的整个IT事业发展有所贡献。
徐健 2008年8月15日
于上海IBM系统及科技研发中心
序 言
本书是中文版的Cell宽带引擎处理器（Cell/B.E.，Cell Broadband Engine processor）编程手册，是Cell/B.E.处理器的通用编程参考书。本书介绍了基于Cell/B.E.处理器的程序开发所需要的全部独特机制，此外还涵盖了如何帮助程序员在Cell/B.E.处理器上开发用户应用程序、库、驱动程序、中间件、编译器，以及操作系统等相关内容。
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