UltraSPARC

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
UltraSPARC
200 MHz-es UltraSPARC mikroprocesszor
200 MHz-es UltraSPARC mikroprocesszor
Gyártás1995 – 1997
TervezőSun Microsystems
GyártóTexas Instruments
Max CPU órajel143–200 MHz
UtasításkészletSPARC Version 9
ArchitektúraSPARC V9
Magok száma1
Tokozás521 cs. PBGA[1]
ElődSuperSPARC
UtódUltraSPARC II
A Wikimédia Commons tartalmaz UltraSPARC témájú médiaállományokat.

A UltraSPARC egy valódi 64 bites mikroprocesszor-típus, amelyet a jelenleg az Oracle Corporation tulajdonában levő Sun Microsystems fejlesztett ki, és a Texas Instruments gyártott. A SPARC V9 utasításkészlet-architektúrát (ISA) implementálja. 1995 közepén vezették be. Ez volt a Sun Microsystems első SPARC V9 ISA-t implementáló mikroprocesszora. Kifejlesztésében Marc Tremblay is részt vett, a mikroarchitektúra egyik konstruktőreként.[2] A processzor gyakorlati alkalmazásokat célzott (pl. képfeldolgozás, hálózatkezelés), sebessége kb. 2,5–5-szöröse volt a korábbi SPARC modelleknek.[3]

Az UltraSPARC első típusát (STP 1030) munkaállomásokban alkalmazták, pl. a Sun Ultra típusban.[4]

Mikroarchitektúra[szerkesztés]

Az UltraSPARC egy négyszeres kibocsátású szuperskalár sorrendi végrehajtású (in-order) mikroprocesszor. Kilenc fokozatú fixpontos utasítás-futószalagja van.[5]

Funkcionális egységek[szerkesztés]

A végrehajtóegységek a SuperSPARC processzorban lévő egységekhez képest egyszerűsített kivitelűek, a magasabb órajelfrekvencia elérése érdekpében – az egyszerűsítés egy példája, hogy az ALU-k nem kaszkád / sorbakapcsolt elrendezésűek, mint a SuperSPARC-ban, így nem korlátozzák az elérhető órajelfrekvenciát.

A fixpontos regisztertár 32 64 bites elemből áll. A SPARC ISA regiszterablakokat használ, az UltraSPARC-ban pedig nyolc regiszterablakot valósítottak meg, így a regiszterek teljes száma 144. A regisztertömb hét olvasási és három írási kapuval rendelkezik. A fixpontos regisztertömb biztosítja a regisztereket a két aritmetikai-logikai egység (ALU) és a betöltő/tároló egység számára. Mindkét ALU aritmetikai, logikai és léptető/eltolási utasításokat hajt végre, de csak az egyik tudja végrehajtani a szorzó és osztó utasításokat.

A lebegőpontos egység öt funkcionális egységből áll. Egy hajtja végre a lebegőpontos összeadásokat és kivonásokat, egy szoroz, egy egység feladata az osztások és gyökvonás elvégzése. Két egység szolgál a Visual Instruction Set (VIS) vizuális utasításkészletben definiált SIMD utasítások végrehajtására. A lebegőpontos regiszterfájl harminckét 64 bites regisztert tartalmaz, öt írási kapuja és három olvasási kapuja (port) van.

Gyorsítótárak[szerkesztés]

Az UltraSPARC kötelezően két szintű, egy elsődleges és másodlagos gyorsítótárat használ. Az elsődleges gyorsítótár két részből áll, az egyik az utasítások, a másik az adatok kezelésére szolgál. Az utasítás-gyorsítótár kétutas csoportasszociatív, mérete 16 KiB; az adat-gyorsítótár közvetlen leképzésű, mérete szintén 16 KiB.[1]

A külső másodlagos gyorsítótár használata kötelező. Ez a gyorsítótár egyesített, közvetlen leképzésű, kapacitása 512 KiB-tól 4 MiB-ig terjedhet. Az adatot egyetlen ciklus alatt képes szolgáltatni. A külső gyorsítótár szinkron SRAM-okkal lett megvalósítva, amelyek ugyanazon az órajelfrekvencián működnek, mint a processzor, a frekvencia-osztást ez a megoldás nem támogatta. A gyorsítótár az adatsínen keresztül érhető el.[5]

Utasításkészlet[szerkesztés]

Az UltraSPARC processzor a 64 bites SPARC V9 utasításkészletet tartalmazza, annak első megvalósítása, 1995-ben jelent meg.[3][6] Ez az utasításkészlet visszafelé teljesen kompatibilis a 32 bites SPARC V8 utasításkészlettel, így lehetővé teszi a SPARC V8-ra írt programok változtatás nélküli futtatását.[7] Mivel az UltraSPARC processzorral a tervezők a multimédia területét is megcélozták, így ez az utasításkészletben is megjelenik: a processzor 23 új utasítást kapott, amely a multimédiás adatfolyamok feldolgozását könnyíti meg. Ezt az utasításkészlet-bővítést nevezik Visual Instruction Set (VIS), vizuális utasításkészletnek. Az utasításkészletben újabb adattípusokat is bevezettek: a pixel 4×8 bites adatot, valamint a Fixed16 és Fixed32 fixpontos vektoros adattípusokat is. A VIS a lebegőpontos regisztereket használja a vektoros utasítások végrehajtására.[8]

Gyártás[szerkesztés]

A processzor lapkája 3,8 millió tranzisztort tartalmaz. A Texas Instruments EPIC-3 folyamatával készült, amely egy 0,5 µm-es complementary metal–oxide–semiconductor (CMOS) folyamat négy fémréteggel.

Érdekesség, hogy az UltraSPARC nem azonnal BiCMOS folyamattal készült, mivel a Texas Instruments azt állította, hogy ez az eljárás nem jól skálázható a 0,5 µm-es processzekhez és csak kis teljesítményjavulás érhető el vele. A Texas tökéletesítette a folyamatot az MVP DSP gyártása során, és bizonyos jellemzőket megváltoztatott benne, pl. a négy fémréteg helyett hármat alkalmazott és a csíkszélesség 0,55 µm-re változott, mielőtt az UltraSPARC típusok gyártására használták volna; azért voltak ilyen óvatosak, hogy elkerüljék a SuperSPARC gyártásakor fellépett problémák megismétlését.

Tokozás[szerkesztés]

Az UltraSPARC processzor 521 érintkezős ball grid array (BGA: kb. golyómátrix) PBGA (műanyagházas BGA) tokozással készült.[1]

Kapcsolódó mikroprocesszorok[szerkesztés]

Jegyzetek[szerkesztés]

  1. ↑ a b c Gennadiy Shvets: Sun Microsystems UltraSparc I 143 MHz specifications (angol nyelven). CPU-World.com, 2010. (Hozzáférés: 2014)
  2. ↑ Marc Tremblay jelenleg a Microsoft-nál dolgozik; 2009 áprilisa előtt a Sun Microsystems mikroelektronikai részlegének alelnöke és főmérnöke. Több Sun processzor tervezésében közreműködött.
  3. ↑ a b Marc Tremblay, Dale Greenley, Kevin Normoyle: The Design of the Microarchitecture of UltraSPARCTM-I (angol nyelven) (pdf) pp. 1653. IEEE, 1995. december 12. (Hozzáférés: 2014) „in: PROCEEDINGS OF THE IEEE, VOL. 83, NO. 12, DECEMBER 1995”
  4. ↑ UltraSPARC; Sun Microsystems UltraSPARC STP 1030, 143 MHz (angol nyelven). CPU-Collection.de, 2003. (Hozzáférés: 2014) „A Processor from a Sun Ultra workstation ...”
  5. ↑ a b Marc Tremblay, John O'Connor: UltraSPARC I: A Four-Issue Processor Supporting Multimedia (angol nyelven) (pdf) pp. 42-50. IEEE, 1996. március 1. (Hozzáférés: 2014) „in: IEEE Micro Magazine, 16. évf., pp. 42-50., 1996. márc.”
  6. ↑ Tanenbaum, 58. o.
  7. ↑ Tanenbaum, 58.o
  8. ↑ Linley Gwennap: UltraSparc Adds Multimedia Instructions (angol nyelven) (pdf) pp. 3. MicroDesign Resources, 1994. december 5. (Hozzáférés: 2014) „in: MICROPROCESSOR REPORT, Vol. 8, No. 16, December 5, 1994”

Fordítás[szerkesztés]

Ez a szócikk részben vagy egészben az UltraSPARC című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

Források[szerkesztés]

  • Marc Tremblay, Dale Greenley, Kevin Normoyle: The Design of the Microarchitecture of UltraSPARCTM-I. PROCEEDINGS OF THE IEEE, VOL. 83, NO. 12, DECEMBER 1995
  • Tremblay, M. – O’Connor, J. M.: UltraSPARC I; A Four-Issue Processor Supporting Multimedia. IEEE Micro Magazine, 16. évf., pp. 42–50., 1996. márc.
  • Tanenbaum, Andrew S.. 1.4.2. UltraSPARC III áttekintése, Számítógép-architektúrák, 2. kiadás (magyar nyelven), Budapest: Panem Könyvkiadó Kft., 58/815. o.. ISBN 9789635454570, ISBN 9635454570 (2006. április) „UltraSPARC I” 
  • STP1030 / UltraSPARC-I / High-Performance 64-Bit RISC Processor / DATA SHEET (angol nyelven) (pdf) pp. 1–36. Sun Microsystems, 1995. május. (Hozzáférés: 2014)

További információk[szerkesztés]

  • Greenley, D. et al. (1995). "UltraSPARC: The next generation superscalar 64-bit SPARC". Proceedings of Compcon '95: pp. 442–451.
  • Gwennap, Linley (3 October 1994). "UltraSparc Unleashes SPARC Performance". Microprocessor Report, Volume 8, Number 13.
  • Gwennap, Linley (5 December 1994). "UltraSparc Adds Multimedia Instructions". Microprocessor Report.

Kapcsolódó szócikkek[szerkesztés]

A lap eredeti címe: „https://hu.wikipedia.org/w/index.php?title=UltraSPARC&oldid=27055337”