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+).
SPARC64 is a microprocessor developed by HAL Computer Systems and fabricated by Fujitsu. It implements the SPARC V9 instruction set architecture (ISA), the first microprocessor to do so. SPARC64 was HAL's first microprocessor and was the first in the SPARC64 brand. It operates at 101 and 118 MHz. The SPARC64 was used exclusively by Fujitsu in their systems; the first systems, the Fujitsu HALstation Model 330 and Model 350 workstations, were formally announced in September 1995 and were introduced in October 1995, two years late. It was succeeded by the SPARC64 II (previously known as the SPARC64+) in 1996.
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.