SPARC-Architektur

SUN SPARCstation 4 mit Mozilla unter CDE

Die SPARC-Architektur (Scalable Processor ARChitecture) ist eine Mikroprozessor-Architektur, die von der Firma Sun Microsystems ab 1985 entwickelt und ab 1987 vermarktet wurde. SPARC-Prozessoren sind hauptsächlich in den Produkten von Sun zu finden. Daneben gibt es noch andere Hersteller, wie zum Beispiel Fujitsu Siemens Computers. 1989 erfolgte die Gründung der nichtgewinnorientierten Organisation SPARC International, als Anlaufstelle für die Weiterentwicklung der offenen SPARC-Architektur.

Sun war zum Zeitpunkt der Entwicklung bereits der größte Hersteller von Workstations mit dem Betriebssystem Unix. Mit dem SPARC-Prozessor wollte die Firma, wie damals viele Hersteller von Workstations, eine RISC-Prozessorarchitektur schaffen, die die Motorola 68020 Prozessoren ablösen und für viele Jahre konkurrenzfähig bleiben sollte. Die Prozessoren wurden von anderen Herstellern wie Texas Instruments oder Fujitsu gefertigt.

Sun brachte viele Workstations mit SPARC-Prozessoren heraus. Neben SunOS bzw. Solaris können auf SPARC-Systemen auch Linux oder die modernen BSD-Varianten eingesetzt werden. 1995 wurde die ursprüngliche 32-Bit-Architektur auf 64-Bit erweitert und unter dem Namen UltraSparc vermarktet. Diese Architektur hat neben zusätzlichen Einheiten eine tiefere Pipeline und einige einfache SIMD-Befehle (Visual Instruction Set VIS). Der Ultrasparc-Standard hat bisher vier Hauptversionen, die derzeit aktuelle Version ist UltraSparc IV.

Herausragende Eigenschaften der Architektur ist ein Registerfile, das ursprünglich aus 128 32-Bit-Registern bestand. Die CPU kann nur auf einen Teil davon, normalerweise 32, direkt zugreifen. 24 davon sieht die CPU in einem Fenster, das per Software verschoben werden kann. Dadurch können Argumente und Ergebnisse von Unterprogrammen ohne Umkopieren von Registern durch Verschieben des Fensters übergeben werden.

Die Fließkommaeinheit kann als 32 32-Bit-Register mit einfacher Genauigkeit, 16 64-Bit-Register mit doppelter Genauigkeit oder 8 128-Bit-Register mit vierfacher Genauigkeit verwendet werden.

Die derzeit aktuellen Versionen sind 32-Bit V8 und 64-Bit V9. Eine einfache Version eines SPARC-Prozessors namens LEON-1 in der Hardware-Beschreibungssprache VHDL ist von der ESA frei erhältlich.

Modelle

Verschiedene Implementationen der SPARC Architektur, unter anderem Suns erfolgreicher SuperSPARC und UltraSPARC-I.

Sun SPARC Mikroprozessor Spezifikation
Modell	Frequenz [Mhz]	Architektur Version	Jahr	Prozess [µm]	Transistoren [Millionen]	Kernabmessung [mm²]	IO Pins	Aufnahme [W]	Spannung [V]	Dcache [k]	Icache [k]	Scache [k]
microSPARC I	50	V8	1992	0,8	0,8	225	288	2,5	5	4	2	kein
SuperSPARC I	33-65	V8	1992	0,8	3,1	256	293	14,3	5	16	20	1024
microSPARC II	60-125	V8	1992	0,5	2,3	233	321	5	3,3	8	16	kein
SuperSPARC II	75-90	V8	1994	0,8	3,1	299	--	16	--	16	20	2048
TurboSPARC	170-180	V8	1995	--	--	--	--	--	--	16	16	512
UltraSPARC I	140-200	V9	1995	0,5	5,2	315	521	30	3,3	16	16	1024
UltraSPARC II	250-480	V9	1997	0,25	5,4	156	521	21	3,3	16	16	8192
UltraSPARC IIi	270-480	V9	1998	0,25	5,4	148	370	17,6	1,7	16	16	2048
UltraSPARC IIe	400-500	V9	2000	0,18	5,4	--	370	13	1,7	16	16	256
UltraSPARC III	600-1200	V9	2001	0,13	29	330	1368	53	1,6	64	32	8192
UltraSPARC IIIi	1064-1600	V9	2003	0,13	87,5	206	959	52	1,3	64	32	1024
UltraSPARC IV	1050-1350	V9	2004	0,13	66	356	1368	108	1,35	64	32	16384
UltraSPARC T1	1000-1200	V9	2005	0,09	--	--	--	79	--	8	16	3072
Ross/Bridgepoint SPARC Mikroprozessor Spezifikation
HyperSPARC A	55-80	V8	1993	0,5	1,5	--	--	--	5	kein	8	256
HyperSPARC B	90-125	V8	1995	0,4	1,5	--	--	25	5	kein	8	256
HyperSPARC C	110-166	V8	1995	0,35	1,5	--	--	45,5	5	kein	8	1024
HyperSPARC D	180-200	V8	1995	0,35	1,7	--	--	--	5	16	16	1024

Weblinks

Siehe auch

SBus
MBus