UltraSPARC T1

UltraSPARC T1 (cunoscut și sub numele de cod Niagara ) este un microprocesor fabricat de Sun Microsystems și distribuit din 14 noiembrie 2005 . Microprocesorul a fost proiectat să fie multi-core și să garanteze multithreading . Obiectivul său principal a fost de a construi un cip de consum redus pentru piața serverelor unidirecționale. Unitatea disipează 72 de wați la frecvența de 1,2 GHz.

T1 derivă din procesoarele din seria UltraSPARC . Este primul microprocesor Sun și multi-core; de fapt, T1 are opt nuclee și fiecare nucleu este capabil să execute până la 4 fire simultan și, prin urmare, CPU poate executa până la 32 de fire simultan.

La fel ca serverele Sun de înaltă performanță, UltraSPARC T1 poate fi partiționat astfel încât unul sau mai multe nuclee să poată fi alocate anumitor sarcini sau utilizatori.

Miezul

Diagrama conductei a unuia dintre cele opt nuclee

Arhitectura UltraSPARC T1

UltraSPARC T1 a fost conceput de la început pentru executarea multithread a proceselor generice și a introdus o nouă arhitectură născută pentru performanțe ridicate. În loc să se bazeze pe un procesor foarte rapid, inginerii au decis să construiască procesoare mai simple, dar optimizate, pentru a rula multe procese în același timp, pentru a obține performanțe ridicate pe sisteme care rulează multe procese simultane.

Miezurile T1 sunt mult mai puțin complexe decât cele incluse în procesoarele moderne de înaltă performanță. De exemplu, nucleele nu acceptă executarea instrucțiunilor în afara ordinii și nu au cache-uri de dimensiuni generoase. Performanța firelor individuale depinde strict de prezența cache-urilor de dimensiuni generoase, lipsa datelor din cache introduce o penalizare semnificativă a performanței, deoarece memoria principală este mult mai lentă decât procesorul. Un cache mare reduce accesul la memoria principală și astfel îmbunătățește performanța, deși nu poate reduce timpul de acces la memoria principală.

Procesorul T1 poate reduce semnificativ penalizarea accesului la memorie utilizând o abordare multithreaded. Când un procesor are o memorie cache (adică nu găsește datele necesare în memorie) procesorul trece la un alt fir disponibil și îl pune în execuție. Deci, deși thread-urile individuale sunt încetinite de accesul la memorie, performanța generală a sistemului este ridicată, deoarece procesorul rulează mai multe thread-uri în același timp. Analizând conducta unui nucleu, de fapt, se poate observa că doar memoria și registrele sunt reproduse. Deci, fiecare nucleu poate conține până la patru fire în memorie, deși poate executa doar unul câte unul.

Punctele de referință au arătat că această abordare funcționează foarte bine în aplicațiile comerciale. Aplicațiile bazate pe serverul de aplicații Java, pe serverul de aplicații și, în general, pe serverul web demonstrează bunătatea acestei abordări. Acest tip de aplicații creează mai multe fire de execuție care individual nu necesită o putere de calcul mare, dar care, în ansamblu, pun presiune pe servere, deoarece absorb o putere de calcul mare. Testele au arătat că fiecare nucleu de procesor generează mai multă putere de calcul decât un procesor UltraSPARC III (2001) cu un singur nucleu, cu un singur fir. În executarea mai multor fire bazate pe aritmetică întreagă, nucleele oferă performanțe semnificativ mai mari decât alte procesoare de pe piață.

Când un server bazat pe un singur procesor cu 8 nuclee, 32 de fire la 1,2 GHz a fost introdus în decembrie 2005, acesta a furnizat performanțe similare cu cele furnizate de un server bazat pe două procesoare IBM POWER 5 de 1,9 GHz cu patru nuclee, cu opt fire. Performanța a fost, de asemenea, comparabilă cu cea generată de un server Intel Xeon Paxville MP cu opt nuclee, cu 16 fire, cu opt nuclee și 16 fire la 3,0 GHz, și a oferit performanțe superioare celei unui model cu patru nuclee, cu patru fire Server Intel Itanium de 1,6 GHz.

Piețe de referință

Microprocesorul a fost dezvoltat special pentru unele piețe de obicei ocupate de servere. În loc să se concentreze asupra sectorului de supercomputere sau al aplicațiilor de înaltă performanță, Sun a decis să favorizeze sectorul de servere dedicate aplicațiilor de internet, cum ar fi serverele web . Aceste tipuri de aplicații necesită gestionarea simultană a mai multor fire și, de fapt, arhitectura CPU este adresată în mod clar către aceste aplicații, luând în considerare și posibilitatea virtualizării hardware capabile să ruleze mai multe mașini virtuale pe un singur procesor de mică putere în paralel.

Procesorul își demonstrează performanța chiar și în cazul bazelor de date mici și mijlocii, cu un număr destul de mare de utilizatori. Un test privat ^[1] performanța unei baze de date MySQL pe un UltraSPARC T1 depășește un server bazat pe AMD Opteron.

Rock

Una dintre limitările acestor alegeri de proiectare apare în gestionarea numerelor în virgulă mobilă. De fapt, CPU-ul are o singură unitate de calcul în virgulă mobilă, partajată de cele 8 nuclee. Pentru a depăși această limitare, Sun a început dezvoltarea unui nou microprocesor (denumit în cod Rock ). Prin urmare, datorită arhitecturii sale interne, T1 nu este un microprocesor SMP . Acesta este motivul pentru care Sun a intenționat să introducă Rock , cu scopul de a integra SMP și de a rezolva problema unității unice de calcul în virgulă mobilă. De asemenea, Rock a trebuit să introducă o încărcare de cod agresivă, pentru a evita golirea conductelor și, prin urmare, încetinirea în execuție. În mai 2010, când proiectul procesorului era aproape terminat, Oracle (noul proprietar al Sun) a decis să anuleze proiectul.

Rock nu a fost însă succesorul UltraSPARC T1. Sun a dezvoltat UltraSPARC T2 care vizează aceeași piață ca și Niagara. UltraSPARC T2 este capabil să gestioneze 64 de fire și are 8 unități de calcul în virgulă mobilă.

Sursa deschisa

La 21 mai 2006, Sun a distribuit procesorul UltraSPARC T1 sub licența publică generală GNU prin proiectul OpenSPARC . Proiectul include:

• Codul Verilog al procesorului
• Simulare procesor și programe de testare
• Specificații ISA (UltraSPARC 2005 Architecture)
• Sistemul de operareSolaris 10

Notă

linkuri externe

• (RO) Informațiile oficiale ale procesorului UltraSPARC T1 de Sun Microsystems ^{[ link rupt ]} , pe sun.com .
• ( EN ) Sun Intros Eight-Core Processor - De Jessica Davis, Electronic News, 14 noiembrie 2005
• ( RO ) OpenSPARC - designul open source UltraSPARC T1 de la Sun

Portal IT

Portal de inginerie

Portal de software gratuit