Введение

SPARC64 — микропроцессор, разработанный компанией HAL Computer Systems и произведенный компанией Fujitsu. Он реализует архитектуру набора команд SPARC V9 (ISA), став первым микропроцессором, реализовавшим её. SPARC64 был первым микропроцессором, разработанным HAL, и первым в линейке SPARC64. Он работает на частотах 101 и 118 МГц. SPARC64 использовался исключительно компанией Fujitsu в её системах; первые системы – рабочие станции Fujitsu HALstation Model 330 и Model 350 – были официально представлены в сентябре 1995 года и поступили в продажу в октябре 1995 года, с задержкой в два года. В 1996 году его сменил SPARC64 II (ранее известный как SPARC64+).

Описание

SPARC64 — суперскалярный микропроцессор, способный выдавать четыре инструкции за такт и выполнять их вне порядка. Это многочиповая конструкция, состоящая из семи кристаллов: кристалла CPU, кристалла MMU, четырех кристаллов CACHE и кристалла CLOCK.

Умер процессор

Кристалл процессора содержит основную часть логики, все вычислительные блоки и кэш инструкций уровня 0 (L0). Вычислительные блоки состоят из двух целочисленных блоков, адресных блоков, блоков операций с плавающей точкой (FPU) и блоков памяти. Аппаратная часть FPU включает в себя блок умножения-сложения с округлением (FMA) и блок деления. Однако инструкции FMA действительно выполняются с объединением операций (то есть с одним округлением) только начиная с SPARC64 VI. Блок FMA конвейерный, имеет латентность в четыре цикла и пропускную способность в один цикл. Блок деления не конвейерный и имеет значительно большую латентность. Кэш инструкций L0 имеет емкость 4 КБ, использует прямое отображение и имеет латентность в один цикл. Кристалл процессора соединен с кристаллами кэш-памяти и MMU десятью 64-битными шинами. Четыре адресные шины, передающие виртуальные адреса, ведут к каждому кристаллу кэш-памяти. Две шины данных записывают данные из регистрового файла в два кристалла кэш-памяти, реализующие кэш данных. Четыре шины, по одной от каждого кристалла кэш-памяти, передают данные или инструкции процессору. Кристалл процессора содержит 2,7 миллиона транзисторов, имеет размеры 17,53 мм на 16,92 мм, что составляет площадь 297 мм², и оснащен 817 сигнальными контактами и 1695 контактами питания.

ММУ умирает

MMU-кристалл содержит блок управления памятью, контроллер кэша и внешние интерфейсы. SPARC64 имеет отдельные интерфейсы для памяти и ввода-вывода (I/O). Шина, используемая для доступа к памяти, имеет ширину 128 бит. Системный интерфейс – шина HAL I/O (HIO), 64-битная асинхронная шина. Площадь кристалла MMU составляет 163 мм².

Кэш-память

Четыре кристалла реализуют кэши инструкций и данных первого уровня (L1), для которых требуется по два кристалла. Оба кэша имеют емкость 128 КБ. Задержка для обоих кэшей составляет три такта, а кэши организованы по четырехнаправленной ассоциативности. Кэш данных защищен кодом коррекции ошибок (ECC) и контролем четности. Он использует размер блока 128 байт. Каждый кристалл CACHE реализует 64 КБ кэша и часть тегов кэша. Кристалл кэша содержит 4,3 миллиона транзисторов, имеет размеры 14,0 мм на 10,11 мм, что обеспечивает площадь кристалла 142 мм². Он имеет 1854 контактных площадки, из которых 446 – сигнальные и 1408 – питания.

Физическое

SPARC64 состоял из 21,9 миллионов транзисторов. Он был изготовлен компанией Fujitsu с использованием процесса CS 55, представляющего собой 0,40 мкм, четырехслойный металлизированный комплементарный металл-оксид-полупроводник (CMOS) процесс. Семь кристаллов упакованы в прямоугольный керамический многочиповый модуль (МКМ), соединенные с обратной стороной МКМ посредством припоя в виде шариков (bumps). МКМ имеет 565 выводов, из которых 286 – сигнальные и 218 – силовые, организованные в виде контактной решетки (PGA). МКМ содержит широкие шины, соединяющие семь кристаллов.