УльтраСПАРК

УльтраСПАРК
	Микропроцессор UltraSPARC с частотой 200 МГц.
Общая информация
Запущен	1995
Снято с производства	1997
Разработано	Сан Микросистемс
Производительность
Макс. процессора Тактовая частота	от 143 МГц до 200 МГц
Архитектура и классификация
Набор инструкций	СПАРК V9
Физические характеристики
Ядра	1 ;
История
Предшественник	СуперСПАРК II
Преемник	УльтраСПАРК II

UltraSPARC микропроцессор — это , разработанный Sun Microsystems и изготовленный Texas Instruments , представленный в середине 1995 года. Это первый микропроцессор Sun, реализующий 64-битную SPARC V9 архитектуру набора команд (ISA). Марк Трамбле был соавтором микроархитектора.

Микроархитектура

UltraSPARC — это четырехпроцессорный суперскалярный микропроцессор, выполняющий инструкции в определенном порядке . Он включает в себя девятиэтапный целочисленный конвейер .

Функциональные единицы

Исполнительные блоки были упрощены по сравнению с SuperSPARC для достижения более высоких тактовых частот - примером упрощения является то, что ALU не были каскадированы, в отличие от SuperSPARC, чтобы избежать ограничения тактовой частоты.

Файл целочисленных регистров содержит 32 64-битные записи. Поскольку SPARC ISA использует окна регистров , которых в UltraSPARC восемь, фактическое количество регистров равно 144. Регистровый файл имеет семь портов чтения и три порта записи. Файл целочисленных регистров предоставляет регистры двум арифметико-логическим устройствам и устройству загрузки/сохранения. Оба АЛУ могут выполнять арифметические, логические инструкции и инструкции сдвига, но только один может выполнять инструкции умножения и деления.

Модуль с плавающей запятой состоит из пяти функциональных блоков. Один выполняет сложение и вычитание с плавающей запятой, другой умножает, третий делит и извлекает квадратный корень. Два блока предназначены для выполнения инструкций SIMD, определенных набором визуальных инструкций (VIS). Файл регистров с плавающей запятой содержит тридцать два 64-битных регистра. Он имеет пять портов чтения и три порта записи.

Кэш

UltraSPARC имеет два уровня кэша: первичный и вторичный. Существует два основных кеша: один для инструкций и один для данных. Оба имеют емкость 16 КБ.

UltraSPARC требовал обязательного внешнего вторичного кэша. Кэш унифицирован, имеет объем от 512 КБ до 4 МБ и имеет прямое отображение. Он может возвращать данные за один цикл. Внешний кеш реализован с помощью синхронных SRAM, работающих на той же частоте, что и микропроцессор, поскольку соотношения не поддерживаются. Доступ к нему осуществляется через шину данных.

Изготовление

Он содержал 3,8 миллиона транзисторов. Он был изготовлен по процессу EPIC-3 компании Texas Instruments, комплементарному процессу металл-оксид-полупроводник (КМОП) толщиной 0,5 мкм с четырьмя уровнями металла. UltraSPARC не был изготовлен по технологии BiCMOS , поскольку компания Texas Instruments заявила, что он плохо масштабируется до процессов 0,5 мкм и обеспечивает незначительное улучшение производительности. Процесс был усовершенствован на процессоре цифровых сигналов (DSP) TI MVP с отсутствующими некоторыми функциями, такими как три уровня металла вместо четырех и размер элемента 0,55, прежде чем он был использован для изготовления UltraSPARC, чтобы избежать повторения проблем при изготовлении, возникающих при изготовлении. СуперСПАРК .

Упаковка

UltraSPARC упакован в решетку из пластиковых шариков с 521 контактом (PBGA).

Родственные процессоры

Ссылки

Гринли Д. и др. (1995). «UltraSPARC: суперскалярный 64-битный SPARC следующего поколения». Труды Compcon '95 : стр. 442–451.
Гвеннап, Линли (3 октября 1994 г.). «UltraSparc повышает производительность SPARC». Отчет о микропроцессоре , Том 8, Номер 13.
Гвеннап, Линли (5 декабря 1994 г.). «UltraSparc добавляет мультимедийные инструкции». Отчет микропроцессора .