SPARC

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából.

Sun UltraSPARC II Mikroprocesszor

Adatbázis kezelő SPARC modellje

A SPARC (Scalable Processor ARChitecture) egy, eredetileg a SUN Microsystems által kifejlesztett RISC architektúra és utasításkészlet család.

A SPARC architektúra jogait a SPARC International Inc. birtokolja, amely egy nyílt konzorciumot vezet mindazon gyártókból, akik SPARC processzorokat készítenek.

Nevét annak köszönheti, hogy a processzorban használt általános regiszterek száma skálázható.

SPARC International Inc., amit 1989-ben alapítottak, hogy támogassa a SPARC architektúrát, és beszerezze a megfelelő teszteket. Nyílt forrásúvá akarták tenni a SPARC architektúrát, hogy többen részt tudjanak venni a fejlesztésben, és több jelentős céggel szerződést is kötöttek például Texas Instruments, Cypress Semiconductor, és Fujitsu. A SPARC architektúra teljesen nyílt és nem szabadalmaztatott.

A SPARC architektúrát kezdetben a Sun Sun-4 munkaállomás és szerver rendszerek használták, felváltva a korábbi Sun-3 rendszert ami a Motorola 68000 család család processzorjain alapult. Később, SPARC processzort használtak az SMP szerverek, amiket a Sun Microsystems, Solbourne és a Fujitsu készített.

Tartalomjegyzék

1 Jellemzők
2 Történet
- 2.1 SPARC64
3 SPARC mikroprocesszor leírások
4 Támogatott rendszerek
5 Nyílt forrású megvalósítások
6 Szuperszámítógépek
7 Hivatkozások
8 Lásd még
9 Külső hivatkozások
- 9.1 BSD a SPARC-on
- 9.2 Linux disztribúciók

[szerkesztés] Jellemzők

A SPARC architektúrára nagy hatással volt a korai RISC I & II a University of California, Berkeley és IBM 801-ből. Ezek a RISC utasítások egyszerűek voltak, beleértve a kevés beállítási lehetőség, és azt célozta meg, hogy egy óra jel alatt egy utasítást hajtson végre. Ehhez hasonló a MIPS architektúra , beleértve az utasítások hiányát például szorzás, osztás.

A SPARC processzorok tartalmaznak 128 általános célú regisztert.

Ezek közül a szoftverek csak 32 láthatnak alapból - 8 globális regiszter (az egyik közülük a, g0, fizikailag nulla, tehát csak 7 használható regiszterként) és a többi 24 az verem regiszter. Ezt a 24 regisztert hívják regiszterablaknak, ezeket használják rutin híváskor és visszatéréskor, ez az ablak motog fel és le a veremben. Minden ablak rendelkezik 8 lokális regiszterrel és megoszt még nyolcat a szomszédos ablakkal. A megosztott regisztereket függvény paraméter átadásra vagy érték visszaadásra használják, a lokális regisztereket a helyi értékek visszatartására, vagy függvényhívásra valók.

Ez az architektúra átment, pár átalakításon. A nyolcas verzióban van hardveres osztás, szorzás. A legtöbb lényeges változás a kilencedik verzióban történt, az lett a 64-bit verzió.

A nyolcas SPARC, lebegőpontos állományának van 16 dupla pontosságú regisztere.

Használhatjuk őket két szimpla pontosságú ként is egyszeres pontosság.

Egy páros-páratlan számpár a dupla pontosságú regiszterekből alkothat egy négyszeres pontosságú regisztert, így tehát lesz nyolc darab négyszeres pontosságú regiszterünk.

A kilences verzióhoz hozzáadtak még 16 dupla pontosságú regiszter(amelyekből lehet még 8 négyszeres pontosságúak), habár ezeket a regisztereket nem tudjuk használni szimpla pontosságúként.

Az előjeles összeadás és kivonás utasítás, egyszerűen növeli vagy csökkenti az értéket, feltéve ha az alsó két bit nem vesz részt a kiszámításban. Ez hasznos lehet a futás közbeni végrehajtásban ML, Lisp, és hasonló nyelvek, amelyek előjeles integer típust használnak.

A 32 bites SPARC V8 tisztán big-endian architektúra. A 64 bites SPARC V9 architektúra tudja használni a big-endian utasításokat, de értelmezni tudja a big-endian vagy little-endian bájtsorokat is, ezt az alkalmazás utasítás választja ki (load/store) vagy a memory-page (MMU beállítással). Az utóbbit gyakran használják a little-endian eszközöknél, például PCI sín.

[szerkesztés] Történet

Három nagy jelentős változáson ment keresztül ez az architektúra.

Az első nyilvános változás a 32 bites SPARC V7 volt 1986-ban.

A V8-at 1990-ben adták ki, ez egy megerősített SPARC V7 volt.

SPARC V8-at szabványosították az IEEE 1754-1994 alapján 32 bites mikroprocesszornak.

A SPARC V9 a 64 bites SPARC architektúra, amit 1993-ban adott ki a SPARC International Inc.

2006 elején a SPARC kiadott egy bővített architektúrát az UltraSPARC 2005-öt. Ez nem csak a privilegizált és nem privilegizált részeket tartalmazta a V9-ből, hanem még minden kibővítést (pl.: CMT, hyperprivileged, VIS 1, VIS 2).

Az első UltraSPARC a T1 nevet kapta.

Az UltraSPARC tartalmazza a Sun szabványos kiterjesztéseit.

Ezek az architektúrák mind kompatibilisek egymással, visszamenőleg a V7-es kiadásig.

2005 decemberében a Sun bejelentette, hogy az UltraSPARC T1-et nyílt forrásúvá teszi, és 2006 márciusában az egész forrás elérhetővé vált az OpenSPARC projekt alatt.

Több különböző megvalósítása a SPARC-nak (pl.: Sun SuperSPARC, UltraSPARC-I) nagyon népszerűek voltak és referenciaként használták a SPEC CPU95 és CPU2000.

[szerkesztés] SPARC64

1995 óta a Fujitsu (kezdetben a leányvállalatával a HAL) processzorokat tervezett, SPARC V9-es processzorokat, SPARC64 néven. Az utolsó ilyen processzor a SPARC64 V, amit a Fujitsu PRIMEPOWER szervercsalád használ; és a SPARC64 VI, amit a Sun Microsystems és Fujitsu a SPARC Enterprise M-osztályú szerverei használnak.

[szerkesztés] SPARC mikroprocesszor leírások

Név (Kódnév)	Model	Frekvencia [MHz]	Architektúra Verzió	Kiadás Éve	Folyamat Per mag × magok = Összes folyamat	Processzus [µm]	Tranzisztorok [millió]	Die size [mm2]	I/O tűk	Energia [W]	Feszültség [V]	L1 Dcache [k]	L1 Icache [k]	L2 Cache [k]	L3 Cache [k]
SPARC	(változó)^[1]	14.28–40	V7	1987-1992	1×1=1	0.8–1.3	~0.1–1.8	--	160–256	--	--	0–128 (ismeretlen)		semennyi	semennyi
microSPARC I (Tsunami)	TI TMS390S10	40–50	V8	1992	1×1=1	0.8	0.8	225?	288	2.5	5	2	4	semennyi	semennyi
SuperSPARC I (Viking)	TI TMX390Z50 / Sun STP1020	33–60	V8	1992	1×1=1	0.8	3.1	--	293	14.3	5	16	20	0-2048	semennyi
SPARClite	Fujitsu MB8683x	66–108	V8E	1992	1×1=1	--	--	--	144–176	--	2.5/3.3V	1–16	1–16	semennyi	semennyi
hyperSPARC (Colorado 1)	Ross RT620A	40–90	V8	1993	1×1=1	0.5	1.5	--	--	--	5?	0	8	128-256	semennyi
microSPARC II (Swift)	Fujitsu MB86904 / Sun STP1012	60–125	V8	1994	1×1=1	0.5	2.3	233	321	5	3.3	8	16	semennyi	semennyi
hyperSPARC (Colorado 2)	Ross RT620B	90–125	V8	1994	1×1=1	0.4	1.5	--	--	--	3.3	0	8	128-256	semennyi
SuperSPARC II (Voyager)	Sun STP1021	75–90	V8	1994	1×1=1	0.8	3.1	299	--	16	--	16	20	1024-2048	semennyi
hyperSPARC (Colorado 3)	Ross RT620C	125–166	V8	1995	1×1=1	0.35	1.5	--	--	--	3.3	0	8	512-1024	semennyi
TurboSPARC	Fujitsu MB86907	160–180	V8	1995	1×1=1	0.35	3.0	132	416	7	3.5	16	16	512	semennyi
UltraSPARC I (Spitfire)	Sun STP1030	143–167	V9	1995	1×1=1	0.47	5.2	315	521	30 @167 MHz	3.3	16	16	512-1024	semennyi
UltraSPARC I (Hornet)	Sun STP1030	200	V9	1998	1×1=1	0.42	5.2	265	521	--	3.3	16	16	512-1024	semennyi
hyperSPARC (Colorado 4)	Ross RT620D	180–200	V8	1996	1×1=1	0.35	1.7	--	--	--	3.3	16	16	512	semennyi
SPARC64	Fujitsu (HAL)	101–118	V9	1995	1×1=1	0.4	--	297+163+142	286	50	3.8	128	128	--	--
SPARC64 II	Fujitsu (HAL)	141–161	V9	1996	1×1=1	0.35	--	202+103+84	286	64	3.3	128	128	--	--
SPARC64 III	Fujitsu (HAL) MBCS70301	250–330	V9	1998	1×1=1	0.24	17.6	240	--	--	2.5	64	64	8192	--
UltraSPARC IIs (Blackbird)	Sun STP1031	250–400	V9	1997	1×1=1	0.35	5.4	149	521	25 @250 MHz	2.5	16	16	1024 or 4096	semennyi
UltraSPARC IIs (Sapphire-Black)	Sun STP1032 / STP1034	360–480	V9	1999	1×1=1	0.25	5.4	126	521	21 @400 MHz	1.9	16	16	1024–8192	semennyi
UltraSPARC IIi (Sabre)	Sun SME1040	270–360	V9	1997	1×1=1	0.35	5.4	156	587	21	1.9	16	16	256–2048	semennyi
UltraSPARC IIi (Sapphire-Red)	Sun SME1430	333–480	V9	1998	1×1=1	0.25	5.4	--	587	21 @440 MHz	1.9	16	16	2048	semennyi
UltraSPARC IIe (Hummingbird)	Sun SME1701	400–600	V9	2000	1×1=1	0.18 Al	--	--	370	13 max @500 MHz	1.5-1.7	16	16	256	semennyi
UltraSPARC IIi (IIe+)	--	550–650	V9	2002	1×1=1	0.18 Cu	--	--	370	17.6	1.7	16	16	512	semennyi
SPARC64 GP	Fujitsu SFCB81147	400–810	V9	2000	1×1=1	0.18	30.2	217	--	--	1.8	128	128	8192	--
SPARC64 IV	Fujitsu MBCS80523	450–810	V9	2000	1×1=1	0.13	--	--	--	--	--	128	128	2048	--
UltraSPARC III (Cheetah)	Sun SME1050	600	V9	2001	1×1=1	0.18 Al	29	330	1368	53	1.6	64	32	8192	semennyi
UltraSPARC III (Cheetah)	Sun SME1052	750–900	V9	2001	1×1=1	0.13 Al	29	--	1368	--	1.6	64	32	8192	semennyi
UltraSPARC III Cu (Cheetah+)	Sun SME1056	1002–1200	V9	2001	1×1=1	0.13 Cu	29	232	1368	80 @900 MHz	1.6	64	32	8192	semennyi
UltraSPARC IIIi (Jalapeno)	Sun SME1603	1064–1593	V9	2003	1×1=1	0.13	87.5	206	959	52	1.3	64	32	1024	semennyi
SPARC64 V (Zeus)	Fujitsu	1100–1350	V9/JPS1	2003	1×1=1	0.13	190	289	269	40	1.2	128	128	2048??	--
SPARC64 V+ (Olympus-B)	Fujitsu	1650–2160	V9/JPS1	2004	1×1=1	0.09	400	297	279	65	1	128	128	4096??	--
UltraSPARC IV (Jaguar)	Sun SME1167	1050–1350	V9	2004	1×2=2	0.13	66	356	1368	108	1.35	64	32	16384	semennyi
UltraSPARC IV+ (Panther)	--	1500–2100	V9	2005	1×2=2	0.09	295	336	1368	90	1.1	64	64	2048	32768
UltraSPARC T1 (Niagara)	Sun SME1905	1000–1400	V9 / UA 2005	2005	4×8=32	0.09	300	340	1933	72	1.3	8	16	3072	semennyi
SPARC64 VI (Olympus-C)	Fujitsu	2150–2400	V9/JPS1	2007	2×2=4	0.09	540	422	--	120	--	128	128	6144	semennyi
UltraSPARC T2 (Niagara II)	?	1200–1400	V9 / UA ????	2007	8×8=64	0.065	503	342	1831	84	1.1–1.5	8	16	4096	semennyi
UltraSPARC RK (Rock)	Sun SME1832	?	V9 / UA ????	2007-8?	2×16=32^[2]	0.065	?	?	2326	?	?	?	?	?	?
Név (Kódnév)	Model	Frekvencia [MHz]	Architektúra Verzió	Kiadás Éve	Folyamat Per mag × magok = Összes folyamat	Processzus [µm]	Tranzisztorok [millió]	Die size [mm2]	I/O tűk	Energia [W]	Feszültség [V]	L1 Dcache [k]	L1 Icache [k]	L2 Cache [k]	L3 Cache [k]

Sablon:Listdev

[szerkesztés] Támogatott rendszerek

A SPARC gépeket általában SunOS vagy SolárisOS használ, de más operációs rendszerek is használják, például NEXTSTEP, RTEMS, FreeBSD, OpenBSD, NetBSD és Linux.

1993-ban Intergraph bejelentette, hogy portolja a Windows NT-t SPARC-ra.^[3]

de ezt később visszavonták.

[szerkesztés] Nyílt forrású megvalósítások

Két teljesen nyílt megvalósítása van a SPARC-nak.

LEON 32 bites egyfolyamatos implementáció SPARC V8 szerkesztés. A forrás kódot VHDL-ben írták, GPL licenc.

OpenSPARC T1 egy 64 bites, 32 szálas implementáció hasonló UltraSPARC Architecture 2005 és a SPARC V9-hez.

A forráskódot Verilog-ban írták és több licenc alatt van. A legtöbb OpenSPARC-forráskód GPL licencű.

[szerkesztés] Szuperszámítógépek

2007 júliusában a top 500-ban mindössze csak három szuperszámítógép alapul SPARC-on:

Nagoya Egyetem Japán, PRIMEPOWER HPC2500 (1664 2.08 GHz processzorok), Fujitsu, 6860 GFLOPS
Japán űrkutatás Laboratórium, PRIMEPOWER HPC2500 (2304 1.3 GHz processzorok), Fujitsu, 5406 GFLOPS
Kyoto Egyetem Japan, PRIMEPOWER HPC2500 (1472 1.56 GHz processzorok), Fujitsu, 4552 GFLOPS

[szerkesztés] Hivatkozások

^ Több V7 implementációt készít a Fujitsu, LSI Logic, Weitek, Texas Instruments és a Cypress. Egy SPARC V7 processzor általában jelentősen elkülönített részekből áll, általában beleszámít egy Integer Unit (IU), egy lebegőpontos egység, egy memória vezérlő egység és egy gyorsítótár.
^ Sun CEO shows off Rock ahead of Fujitsu launch. The Register, 2007. április 10.
^ Intergraph bejelentése. The Florida SunFlash, 1993. július 7.