处理器|时代的眼泪:繁华落尽的SPARC处理器( 四 )


处理器|时代的眼泪:繁华落尽的SPARC处理器
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那时刚好英特尔积极推动Itanium取代RISC处理器、x86处理器挟着64位元这个新兵器在服务器市场四处攻城掠地(AMD靠着Opteron在此崛起)、IBM的Power正展现无穷威力 , 坊间看法多半是「Sun本来就不擅长研发高效能处理器 , 加上先进半导体制程与产品研发的成本持续水涨船高 , 已无力维持高效能处理器的竞争优势 , 不得不改弦易辙 , 另辟出路」 , 像UltraSPARC发展到第四代的2004年 , 依旧缺乏非循序指令预测执行能力 , 远远落后其他厂商 , 效能不如对手的事实 , 也充分展现于SPEC CPU等效能测试标竿的平庸表现 。
但假若回顾Sun 这间公司的历史──尤其身为Java 创造者的身分 , 以及长年研究高效能Java 处理器(像对SPARC 处理器发展影响深远的MAJC , 这以后会有专文介绍)的经验─ ─他们「似乎」从来就不认同近代高效能处理器的诸多重大特色 , 如高度指令平行化、大型化多层快取存储器、动态分支预测、非循序指令预测执行等 , 执行Java 这种虚拟机化物件导向程序语言时 , 能发挥多少实际效用 。 至于「地球最先进的服务器操作系统」Solaris 的优异多线程排程能力 , 更是Sun「胆敢」采取激进策略的信心来源 。
换言之 , Sun 更偏向以软件角度 , 如Java 程序语言与Solaris 操作系统为出发点 , 思考最合理的处理器架构 , 结论就不外乎强化多线程和存储器子系统效能 。 如果说以UltraSPARC T1 为起点的Throuhgput Computing 是「山不转路转」 , 还不如说是「发扬光大」 , 甚至「走火入魔」亦不为过 。
从遥遥领先到苦苦追赶的历程
软硬兼备的Sun , 在1980 年代工作站市场、1990 年代的服务器市场 , 均获得极重大的成功 , 这从处理器业界效能指标SPEC CPU 的参考基准 , 即可略见一斑:SPEC CPU 95 是SuperSPARC, SPEC CPU 2000 是UltraSPARC I , SPEC CPU 2006 则是时钟296MHz 的UltraSPARC II 。 值得一提的是 , 有别于IBM、Intel、AMD 和DEC , Sun 没有自建晶圆厂 , 自行研发的SPARC 处理器均交由TI 代工制造 , 被Oracle 购并后转向台积电 。
但商业优异成就 , 却难以掩盖处理器研发进展逐渐脱队的事实 。 如果和同期x86处理器(与诸多RISC老相好)相比 , Sun的高端SPARC处理器发展史 , 可谓一部从「遥遥领先」到「苦苦追赶」的赛道纪录 。 各位可好好唤醒尘封已久的回忆 , 回想一下那一年x86处理器有哪些让你印象深刻的产品 。
1992年的SuperSPARC(0.8μm制程 , 时钟33-60MHz):那时英特尔Pentium尚未上市 。
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1994年的SuperSPARC II(0.8μm制程 , 时钟75-90MHz):那年已经出现100MHz英特尔Pentium 。
1995年的UltraSPARC I(0.47μm制程 , 时钟143-167MHz):英特尔推出x86历史首次正面挑战服务器市场的Pentium Pro , 时钟直扑200MHz , 并具备原生四处理器架构与非循序预测指令执行 。
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当然 , 对那段往事稍有印象的人 , 也许会这样指摘:人家UltraSPARC可是货真价实的64 位元处理器(相较Pentium Pro 看起来很没诚意的PAE-36) , 又有VIS 指令集和更强的多处理器延展性(像Enterprise 6500 服务器就塞了30 颗UltraSPARC I , Ultra 4000 工作站也有14 颗) , 但请稍安勿躁 , 让我们继续慢慢看下去 。
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1997年的UltraSPARC II(0.35μm制程 , 时钟250MHz):英特尔推出300MHz的Pentium II , 而UltraSPARC II的微架构基本沿用UltraSPARC I 。
1997 年的UltraSPARC IIi(0.35μm制程 , 时钟270-360MHz):整合PCI控制器的微幅改进版 , 从256kB激增到2MB的L2快取存储器是最大的亮点 。
1998 年的UltraSPARC IIi(0.25μm制程 , 时钟333-480MHz):当年6月时钟400MHz的首款英特尔Xeon问世 , x86世界总算有了服务器处理器专用的品牌 。
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2000 年的UltraSPARC IIe(0.25μm制程 , 时钟400-500MHz):AMD抢先在英特尔之前登顶1GHz大关 。
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2001 年的UltraSPARC III(0.18μm制程 , 时钟600MHz):0.18μm制程的英特尔Pentum 4 / Xeon时钟抵达2GHz 。 同年发表的UltraSPARC III Cu , 终于靠着0.13μm制程和铜导线 , 冲破了1GHz , 真是可喜可贺 。
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