坚守RISC阵地 Sun SPARC开源再迎生机

说到服务器的心脏——处理器，就不得不提及SPARC处理器。尽管近年来随着RISC服务器市场不断被X86所蚕食，但以SPARC为代表的RISC处理器还是在服务器的发展历程中留下了浓墨重彩的一笔。

SPARC成长历程

SPARC

　　让我们不妨把时光拉回到上世纪80年代。1987年，Sun和TI公司合作开发出了RISC微处理器——SPARC（ScalableProcessorArchitecture的缩写）。SPARC微处理器最突出的特点就是它的可扩展性，这是业界出现的第一款具备可扩展性功能的微处理。SPARC的推出为Sun赢得了高端微处理器市场的领先地位。

SPARC处理器

　　与SPARC同时产生的还有Sun那句“网络就是计算机”。当时很多人不能理解Sun的这个论断，因为那时连个人计算还没有普及，更不要说是虚浮飘渺的网络计算了。实践证明，Sun的这个论断是正确的。现在的网格、云计算等，可以说都是来自于Sun的“网络就是计算机”。

UltraSPARC I

　　1995年，Sun公司的微处理器技术有了一次质的飞跃。继第一款SPARC微处理器之后，Sun推出了64位UltraSPARC I微处理器。UltraSPARC I革新了微处理器的可扩展性和带宽等工业标准，其频率达143MHz，采用0.5微米工艺技术，集成了520万个晶体管。UltraSPARC I的推出加强了Sun在高端微处理器市场的领导地位。

UltraSPARC Ⅱ

　　仅仅两年后，Sun就推出了UltraSPARC I的升级版——UltraSPARC Ⅱ。UltraSPARC Ⅱ芯片频率为300MHz，采用0.25微米工艺技术，集成了600万个晶体管，比UltraSPARC I芯片的速度高2.5倍。在数据带宽方面，UltraSPARC Ⅱ高达1600MB/s，比当时其他同类产品高600MB/s；UltraSPARC Ⅱ的VIS指令集可加速多媒体、图像处理和网络等应用。在高性能通信处理器、高档工作站和服务器等市场，UltraSPARC Ⅱ在各种环境中均能提供业界较高的性能。

UltraSPARC Ⅲ

　　1999年，Sun推出了第三代产品——UltraSPARC Ⅲ，这是SunSPARC微处理器发展历史上具有里程碑意义的产品。UltraSPARC Ⅲ全面提高了系统应用程序的性能，它的带宽可达2.4GB，比UltraSPARC Ⅱ高出2倍。首款UltraSPARC Ⅲ微处理器主频达600MHz，采用了更先进的0.18微米工艺技术，集成了1600万个晶体管，并与Solaris操作系统和应用软件兼容。

UltraSPARC Ⅲi

借助出众的存储器带宽和多处理器可扩展性，UltraSPARC Ⅲ为电子商务、科学计算和数据开采等高性能计算应用提供了非同寻常的平台。凭借卓越的性能和Solaris操作环境，UltraSPARC Ⅲ进一步推动了服务器的发展。

UltraSPARC IV

　　UltraSPARC IV是Sun公司的首款双核处理器，于2004年上半年推出。Sun紧接着在下半年又推出了UltraSPARC IV+。UltraSPARC IV采用CMT（chipmultithreading，芯片多线程）技术，片上集成了两个UltraSPARC III的内核、二级Cache的tag体和MCU，外部缓存16MB，每个内核独享8MB。UltraSPARCIV由德州仪器生产，采用0.13微米工艺，主频1.2GHz，功耗100W，和UltraSPARC III管脚兼容，实现系统的平滑升级。UltraSPARC IV+是UltraSPARC IV的0.09微米工艺的升级版本，而且增加了片上高速缓存的容量，主频1.8GHz。

UltraSPARC IV+

UltraSPARC T1

　　2005年11月，Sun推出了UltraSPARC T1处理器，其原来的编码名称为“Niagara”（尼亚加拉）。UltraSPARC T1处理器采用了基于SPARC的CoolThreads技术，还有一个创新性的8内核技术，每个内核有4个线程，共有32个线程。32个线程等于32个系统同时工作，这就使多任务能够并行执行，无需互相等待。UltraSPARC T1芯片节约了能耗并提高了系统的吞吐量，它还利用了Sun具有创新性的CMT(芯片多线程)处理器架构，以确保与Internet的多线程应用环境并驾齐驱。

UltraSPARC T1还进行大量的创新：它将系统架构放到了芯片上，内部的通信任务就在芯片上完成，数据几乎不靠金属传输，这样就获得了更高的功效和更高的特性；首次将4个内存控制器放到一块芯片上，芯片就成为了处理内核和内存之间的数据传输通路，这样数据就在被处理的同时迅速传入芯片；每一个UltraSPARC T1内核相对都很简单，它生成的热量很少，这使整个处理器所需功率小于70瓦；采用SunStudio11软件，将三大创新技术――Solaris10、Java和采用CoolThreads技术的UltraSPARC T1处理器融合在了一起。

UltraSPARC T2

　　SUN公司在推出UltraSparc T1之后，就开始投入代号为“Niagara2”的“UltraSparc T2”处理器的开发。2007年8月，UltraSparc T2正式发布。UltraSparc T2虽然仍然保持8核心设计，但每个核心可支持的线程数提升到8个。换句话说，UltraSparcT2拥有高达64线程的并行处理能力，比UltraSparc T1整整提升一倍。

另外，UltraSparc T2直接集成了八个独立的加密加速单元、支持虚拟运行的两个10Gbps以太网接口和八个PCI-E通道，而浮点单元仍保持精简设计的原则，数量只有8个。

UltraSparc T2内部结构

　 多线程和虚拟运行是UltraSparcT2的拿手好戏，SUN表示UltraSparc T2的每个线程都可以独立运行一个操作系统，因此理论上一枚UltraSparc T2处理器可以最多支持64个系统并行运作。而在Web访问等事务处理中，64线程的UltraSparc T2将具备常规处理器难以达到的超快响应能力。也是为了应对多线程处理的需要，UltraSparc T2配备了4个内存控制器，内存总带宽将超过50GBps。

得益于65纳米工艺，UltraSparc T2的工作频率提高到了1.4GHz，而平均工作仍保持在70瓦左右，即便全速运行不过为120~130瓦，平均每个线程只需要消费2瓦。

“ROCK”

　　在推迟了一年之后，Sun的16核“Rock”处理器即将在今年秋季正式推出。Rock是首款针对中端服务器的16核芯片。Rock处理器采用了多线程的新设计，内核数量是Sun目前最快服务器处理器UltraSparc T2的两倍。这款处理器将主要针对那些处理数据库等数据密集应用的企业级服务器。

ROCK更多的细节，中关村在线服务器频道将随着发布日子的逼近而逐步为大家揭开其神秘的面纱。

开源，SPARC再度焕发青春

　　虽然Sun在SPARC处理器上不断创新，但由于x86服务器和RISC服务器的性能不断接近，造成原先中低端的UNIX服务器市场不断被蚕食。同时，IBM在POWER上也不断给SPARC增加压力。在这样的情况下，选择继续坚持还是放弃呢？Sun选择了一条聪明的途经：开源，让更多的人来为SPARC添砖加瓦。

Sun的OpenSPARC计划，可以说是继UltraSPARCT1之后的又一个里程碑。该计划包括公布UltraSPARCT1的硬件设计要点及Solaris10操作系统迁移规格。

开发人员现在可以取得更多关于UltraSPARCT1处理器独特的CMT技术的重要资料，而Solaris10操作系统的迁移规格的开放，可以让开发人员在其上创建及运行多线程硬软件。Sun将OpenSPARCT1芯片设计、验测套件、架构及效能模型工具，放置在网站www.Opensparc.net上，这是一个鼓励用户加入并参与的免费的、活跃的开放源码社区。

Sun通过SPARC代码开源举措，显著地提高业界在处理器体系结构设计和应用设计中的参与程度，消除Internet下一波大发展中的障碍。该项目围绕硬件的设计开展更多的协作，使采用不同技术进行设计时的成本降低，并促使新产品快速推向市场。实践证明，Sun的SPARC开源之举，使其重新赢得了市场。富士通和Sun合作，不断推出SPARCEnterprise服务器，就是最好的明证。