A SPARC64 egy 64 bites mikroprocesszor-típus, amit a HAL Computer Systems fejlesztett ki és a Fujitsu gyártott az 1990-es évek közepétől kezdve. A SPARC64 volt a SPARC V9 utasításkészlet-architektúra (ISA) első implementációja, egyben a HAL első mikroprocesszora és a SPARC64 márkanevű sorozat első tagja. A SPARC64-et a Fujitsu kizárólag saját rendszereiben használta; az első ilyen rendszereket, a Fujitsu HALstation Modell 330 és Modell 350 munkaállomásokat, hivatalosan 1995 szeptemberében jelentették be és 1995 októberében jelentek meg a kereskedelemben.^[1] Ezt követte a (korábban SPARC64+ néven is ismert) SPARC64 II 1996-ban.

A processzor 101 és 118 MHz-es órajelen működik. Teljesítménye 181 SPECint92 / 212 SPECfp92 a 101 MHz-es, illetve 212 SPECint92 / 271 SPECfp92 a 118 MHz-es verziónál.^[2]

Mind a SPARC64, mind utódja, a SPARC64 II a SPARC64/OS operációs rendszert, a UNIX SVR4 egy változatát használta, amely a Solaris 2.4-re épül. A SPARC64/OS volt a (Sun) Solaris első 64 bites kiterjesztése, és az első operációs rendszer, amelyet a SPARC specifikáció 9. verziója szerint épített mikroprocesszorokhoz készítettek.^[3]

Leírás

A SPARC64 egy szuperskalár mikroprocesszor, ami ciklusonként négy utasítást ad ki és azokat sorrenden kívüli módon hajtja végre (out-of-order). Ez egy többcsipes kialakítás, amely hét lapkából áll: egy CPU lapka, MMU lapka, négy gyorsítótár lapka és egy órajelgenerátor lapka.

A CPU

A CPU csip tartalmazza a logika nagy részét, az összes végrehajtó egységet és egy 0. szintű (L0) utasítás-gyorsítótárat. A végrehajtó egységeket két fixpontos egység, címszámító egységek, lebegőpontos egységek (FPU-k) és memóriakezelő egységek alkotják. Az FPU hardvere egy összevont szorzás-összeadás (FMA) egységből és egy osztó egységből áll. Az összevont szorzás-összeadás valójában nem egyetlen művelet, a ténylegesen összeolvasztott FMA utasítások, amelyek pl. egyetlen kerekítéssel járnak, ebben a sorozatban csak a SPARC64 VI típustól kezdve jelentek meg.^[4] Az FMA egység futószalagos, négyciklusos késleltetési idővel és egyciklusos átviteli sebességgel rendelkezik. Az osztó egység nem futószalagos és késleltetési ideje jelentősen hosszabb. Az L0 utasítás-gyorsítótár kapacitása 4 KiB, közvetlen leképzésű, késleltetése szintén egy ciklus.

A CPU lapka tíz 64 bites sínnel kapcsolódik a gyorsítótár (CACHE) és az MMU lapkákhoz. Négy címsín hordozza a virtuális címeket és vezeti azokat minden egyes gyorsítótárhoz. Két adatsín írja az adatokat a regiszterfájlból az adat gyorsítótárat megvalósító gyorsítótár csipekhez. Négy sín, mindegyik gyorsítótár csipből egy, szállítja az adatokat vagy utasításokat a CPU-hoz.

A CPU csip 2,7 millió tranzisztort tartalmaz, méretei 17,53 × 16,92 mm, lapkafelülete 297 mm², a csipnek 817 jelérintkezője és 1695 tápfeszültség-érintkezője van.

Az MMU

Az MMU lapka tartalmazza a memóriakezelő egységet, a gyorsítótár-vezérlőt és a külső interfészeket. A SPARC64-nek külön interfészei vannak a memória és a be-/kimenetek számára (I/O, B/K). A memóriát egy 128 bit széles sínen keresztül éri el. A rendszerinterfész a 64 bites aszinkron HAL I/O (HIO) sín. Az MMU lapka területe 163 mm².

A gyorsítótárak

Az 1. szintű (L1) utasítás- és adat-gyorsítótárakat négy lapkával építették fel, a két tár két-két lapkán helyezkedik el a megvalósításban. Mindkét gyorsítótár kapacitása 128 KiB, és egy lapka a gyorsítótár 64 KiB-ját és a gyorsítótár-címkék egy részét valósítja meg. A gyorsítótárak négyutas asszociatívak, késleltetésük mindkét esetben három ciklus. Az adat-gyorsítótárat hibajavító kód (ECC) és paritásellenőrzés védi. A tárak sormérete 128 bájt.

A gyorsítótár lapka 4,3 millió tranzisztort tartalmaz, méretei 14,0 × 10,11 mm, a lapka területe 142 mm². A csipnek 1854 forrasztópontja van, amiből 446 jel- és 1408 tápfeszültség-érintkező.

Fizikai jellemzők

A SPARC64 processzor 21,9 millió tranzisztorból áll. A Fujitsu gyártotta saját CS-55-ös eljárásával, ami egy 400 nm-es, négy fémrétegű CMOS (CMOS) folyamat. A hét lapka egy négyszögletű kerámia többcsipes modulba (multi-chip module, MCM) van tokozva, az MCM aljára vannak forrasztva. Az MCM 565 tűs kivezetéssel rendelkezik, amiből 286 jelcsatlakozó és 218 tápfeszültség-csatlakozó, pin grid array (PGA) típusú foglalatba szerelve. Az MCM széles sínekkel rendelkezik, amelyek összekötik a hét lapkát.

Jegyzetek

Fordítás

Ez a szócikk részben vagy egészben a HAL SPARC64 című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

Források

• Fujitsu SPARC64 Timeline of Innovation (angol nyelven). Fujitsu, 2021. (Hozzáférés: 2022. június 26.) „The first generation SPARC64 processor was the world's first 64-bit SPARC processor.”
• T. Williams, N. Patkar and G. Shen (1995. november). „SPARC64: a 64-b 64-active-instruction out-of-order-execution MCM processor” (angol nyelven). IEEE Journal of Solid-State Circuits 30 (11), 1215-1226. o, Kiadó: IEEE. DOI:10.1109/4.475709. ISSN: 0018-9200, Electronic ISSN 1558-173X. (Hozzáférés ideje: 2022. június 26.)  
• G. Shen et al. (1995. február). „A 64b 4-issue out-of-order execution RISC processor” (angol nyelven). Proceedings ISSCC '95 - International Solid-State Circuits Conference, 15-17 February 1995, 170–171, 359. o, Kiadó: IEEE. DOI:10.1109/ISSCC.1995.535508. ISBN 0-7803-2495-1. (Hozzáférés ideje: 2022. június 26.)  
• N. Patkar et al. (1995). „Microarchitecture of HaL's CPU” (angol nyelven) (pdf). Digest of Papers. COMPCON'95. Technologies for the Information Superhighway, 05-09 March 1995, 259-266. o, Kiadó: IEEE. DOI:10.1109/CMPCON.1995.512394. ISBN 0-8186-7029-0, ISSN 1063-6390. (Hozzáférés ideje: 2022. június 26.)  
• Takumi Maruyama, Tsuyoshi Motokurumada, Kuniki Morita, Naozumi Aoki: Past, Present, and Future of SPARC64 Processors (angol nyelven) (pdf). FUJITSU Sci. Tech. J., Vol. 47, No. 2 (April 2011) pp. 130-135. Fujitsu, 2011. április. (Hozzáférés: 2022. június 26.)

További információk

• Computergram (11 March 1994). . Computer Business Review.
• Computergram (19 September 1995). . Computer Business Review.
• HAL Computer Systems. SPARC64.
• HAL Computer Systems (14–15 August 1995). SPARC64+: HAL's Second Generation 64-bit SPARC Processor. Hot Chips VII.
• HAL Computer Systems (29 April 1999). SPARC64 I Product Overview.
• HAL Computer Systems (29 April 1999). SPARC64 II Product Overview.
• Gwennap, Linley (6 March 1995). "HAL Reveals Multichip SPARC Processor". Microprocessor Report.

Kapcsolódó szócikkek

• SPARC64 II
• UltraSPARC – a Sun 64 bites SPARC V9 architektúrájú processzorsorozata