ゼノス（グラフィックチップ）

Xenosは、 ATI （現在はAMDに買収）が設計したカスタムグラフィックス処理ユニット（GPU）で、Microsoft向けに開発・製造されたXbox 360ビデオゲームコンソールで使用されています。コードネーム「C1」^{[ 1 ]}で開発されたこのGPUは、R400アーキテクチャファミリー^{[ 2 ]} 、別名「Crayola」^{[ 3 ]}をベースとしており、AMD Imageon Z430（後にQualcomm Adreno 200としてブランド変更）およびZ460グラフィックスチップ^{[ 4 ] [ 5 ]}でも使用されています。Xenosは、統合シェーダーアーキテクチャ^{[ 6 ]}など、後にTeraScaleマイクロアーキテクチャに採用された新しい設計アイデアを導入しました。パッケージには、GPUとeDRAM （ NEC製）の2つの独立したダイが含まれており、合計3億3700万個のトランジスタを搭載しています。

TeraScaleマイクロアーキテクチャはこのチップをベースとしており、シェーダーユニットは16個のプロセッサからなる3つのSIMDグループに編成され、合計48個のプロセッサで構成されています。各プロセッサは5幅のベクトルユニット（合計5個のFP32 ALU）で構成され、合計240個のユニットからなり、1サイクルあたり最大2つの命令（乗算と加算）を直列に実行できます。SIMDグループ内のすべてのプロセッサは同じ命令を実行するため、合計で最大3つの命令スレッドを同時に実行できます。

• 500  MHzの親GPUは、TSMCの90 nm、65 nm（2008年以降、コードネームGunga）プロセス、またはGlobalFoundriesの45 nmプロセス（2010年以降、CPUと同一ダイ上）、合計2億3200万個のトランジスタ、32 nmプロセス（2014年以降、eDRAMと同一ダイ上）で 製造されています。
  • シェーダー実行用の浮動小数点ベクトルプロセッサ240個は、それぞれ80個のユニットからなる3つの動的にスケジューリングされたSIMDグループに分割されている。^{[ 7 ]}
    • 統合シェーディングアーキテクチャ（各パイプラインはピクセルシェーダーまたは頂点シェーダーのどちらかを実行可能）
    • ベクトルプロセッサ1サイクルあたり10回の浮動小数点演算（5回の積和演算）
    • 最大頂点数：1秒あたり12億1000万頂点
    • 最大ポリゴン数：毎秒約5億ポリゴン
    • 最大シェーダー演算数：毎秒2400億回のシェーダー演算（3つのシェーダーパイプライン × 80ユニット × 2つのALU × 0.5GHz（500MHz  ））
    • 240 GFLOPS 
    • MEMEXPORTシェーダー関数
  • 16個のテクスチャフィルタリングユニット（TF）と16個のテクスチャアドレッシングユニット（TA）
    • 時計1つあたり16個のフィルタリング済みサンプル
      • 最大ピクセルフィルレート：毎秒4.00ギガピクセル
      • 最大テクセル充填率：毎秒8.00ギガテクセル（16テクスチャ×500MHz  ）
    • クロックごとに16個のフィルタリングされていないテクスチャサンプル
  • 最大ドット積演算回数：毎秒240億回
  • DirectX 9.0c API、DirectX Xbox 360、およびShader Model 3.0+の上位セットをサポート
• 500  MHz、10 MBドーター組み込み DRAMフレームバッファ(256 Gbit/s) 、 90 nm、80 nm (2008 年以降) ^{[ 8 ]}、または65 nm (2010 年以降) ^{[ 9 ]}  
  • NECが設計したeDRAMダイには、カラー、アルファ合成、アルファブレンディング、Z /ステンシルバッファリング、アンチエイリアシングのための追加ロジック（192個の並列ピクセルプロセッサ）が搭載されており、「インテリジェントメモリ」と呼ばれています。これにより、開発者はパフォーマンスをほとんど犠牲にすることなく、4サンプルのアンチエイリアシングを実現できます。
  • プロシージャル合成技術 (XPS): CPU への読み取りストリーミング中、カスタム プリフェッチ命令である拡張データ キャッシュ ブロック タッチ(xDCBT)により、データが目的のコアの L1 データ キャッシュに直接プリフェッチされ、L2 キャッシュへのデータの書き込みがスキップされるため、L2 キャッシュのスラッシングが回避されます。各コアからの書き込みストリーミングは、書き込み割り当てがないため (高帯域幅の一時的な書き込み専用データ ストリームが L1 キャッシュにスラッシングされるのを回避するため)、L1 キャッシュをスキップし、直接 L2 キャッシュに送られます。このシステムにより、GPU はメイン メモリにアクセスすることなく、CPU によって生成されたデータを直接読み取ることができます。Xbox プロシージャル合成 (XPS) と呼ばれるこの特定のデータ ストリーミングの場合、CPU は実質的にデータ デコンプレッサとして機能し、GPU 3D コアが使用するジオメトリをオンザフライで生成します。
  • 1億500万個のトランジスタ^{[ 10 ]}
  • 8つのレンダリング出力ユニット
    • 最大ピクセルフィルレート：4倍マルチサンプルアンチエイリアシング（MSAA）使用時1秒あたり16ギガサンプル、Z軸のみの動作使用時32ギガサンプル。MSAA非使用時4ギガピクセル/秒（8 ROP × 500  MHz）
    • 最大Zサンプルレート：毎秒8ギガサンプル（2 Zサンプル×8 ROP×500  MHz）、4倍アンチエイリアシング使用時毎秒32ギガサンプル（2 Zサンプル×8 ROP×4X AA×500  MHz）^{[ 1 ]}
    • 最大アンチエイリアシングサンプルレート：1秒あたり16ギガサンプル（4 AAサンプル×8 ROP×500  MHz）^{[ 1 ]}
    • バイリニア、トリリニア、異方性フィルタリング、アルファからカバレッジ、ハードウェアテッセレーション、および予測タイリングのサポート。^{[ 11 ]}
• 冷却：コンソールのGPUとCPUの両方にヒートシンクが搭載されています。GPUのヒートシンクはヒートパイプ技術を採用し、GPUとeDRAMダイからヒートシンクのフィンに熱を伝導します。ヒートシンクは、60mm排気ファン2基によってアクティブ冷却されます 。新しいXCGPUチップセットの再設計は、Xbox 360 SとXbox 360 Eの両方に採用されており、CPU（Xenon）とGPU（Xenos）を1つのパッケージに統合し、2つのヒートシンクではなく1つのヒートシンクによってアクティブ冷却されます。

ATIのXenosは、信頼性が非常に低いという不吉な評判を得ており、Game Informerが行った調査によると、Xbox 360マザーボードの初期バージョンでレッドリングオブデスの主な原因として特定され、故障率は最大54.2%に達した。^{[ 12 ]}

信頼性の問題に加え、Xenosの初期バージョンで使用されていた90ナノメートル製造プロセスに起因する過熱や電力効率の問題も発生しました。これらの問題は、フリップチップパッケージにガラス転移温度（Tg _）の低いアンダーフィル材を使用していたことでさらに悪化しました。このアンダーフィル材は、通常の動作温度でゴム状になる傾向がありました。ダイと基板の熱膨張係数（CTE）の差により、アンダーフィル材が軟化し、ダイと基板を支える能力を失い、その結果、両者の半田接合部が電源サイクルによる熱機械的疲労にさらされました。さらに、鉛フリー半田合金の使用は信頼性が低く、エレクトロマイグレーションなどの現象に対する耐性も限られており、導電性材料内に微細な空隙が形成され、結果として電気的連続性が失われました。

Microsoft と ATI は 2008 年に Xenos の生産を中止し、「Zephyr_C」および「Falcon」と識別されるマザーボード リビジョンに搭載するための「Rhea」リビジョン (コードネーム「Y2.5」) の導入により生産を再開しました。当初、「Rhea」の「X810480」バージョンは、以前のリビジョンと比較して信頼性を向上させる高 Tg アンダーフィルを導入した「X816970」バージョンが導入されるまで、低 Tg アンダーフィルを使用し続けました。Xbox 360 マザーボードの「Jasper」リビジョンに含まれる Xenos チップの「Zeus」リビジョンの「Gunga」バージョンから、65 ナノメートル製造プロセスが導入され、すべてのバリアントが信頼できる最初のチップとなりました。1 年後、Microsoft は Xenos の「Rhea」リビジョンをわずかに変更し、「Elpis」リビジョンを作成しました。これは、Microsoft が実施した修理プログラムの一環として、残りの影響を受けたユニットの交換用チップとして使用され始めました。^{[ 13 ] [ 14 ]}

• TeraScaleハードウェアテッセレーター
• GCNハードウェアテッセレータ
• RSX「リアリティ・シンセサイザー」 - PlayStation 3で使用されているGPU
• Latte（グラフィックチップ）Wii Uで使用されているGPU