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    【IT168 专稿】在SPARC处理器之后不久，随后出现了64位高性能的UltraSPARC 处理器，为Sun公司的工作站和服务器提供了发展原动力。Sun的系统架构提供了一种非常平衡的性能，系统部件（和内存）组合起来加速了应用序列的每个部分；高速I/O和网络，与高速互连部件一起提高了数据获取速度。 UltraSPARC CPU 提供了超级计算能力，并驱动数据流通过互连部件 （UPA，Gigaplane Bus和Fireplane Interconnect）维持高速处理。

    上图显示了系统的各部分如何在一个平衡的架构内全速工作，保证应用运行得更好：它们不会在系统的某个部分遇到瓶颈。

    对于要求高级图形和多媒体能力的系统，Sun的UltraSPARC是第一种集成了2-D和3-D影像和图形的处理器。 VIS是一组加速多媒体、影像处理和网络应用的指令集，这使得UltraSPARC处理器与众不同。 VIS RISC 指令集扩展了SPARC-v9架构。VIS是嵌入于UltraSPARC处理器中的单指令多数据(SIMD:Single Instruction Multiple Data) 代码 。UPA连接UltraSPARC处理器、内存、I/O子系统和图形卡。为多任务、多处理器环境特别设计，UPA连接适用于大量数据的在系统中高速流动，增强了整个系统的性能。

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    UltraSPARC IIe微处理器采用0.18μm 6层金属连线工艺，370引脚、49.5mm CPGA封装;内部集成了256-KB二级高速缓存、32位标准66MHz PCI总线、高性能SDRAM控制器和内存接口。该处理器的功耗性能是专为嵌入应用而优化的，对1.5伏的400MHz处理器来说，其功耗估计最多为8瓦，而1.7伏的500MHz处理器，功耗最多则为13瓦。此外，附加的内置功率管理功能使休眠状态时最多耗能3瓦，符合Energy Star的要求。

    UltraSPARC IIe处理器现有400MHz和500MHz两种频率，与UltraSPARC处理器全系列产品实现完全的应用软件二进制兼容。为了帮助用户快速设计嵌入产品，Sun还提供设计套件和全套文本资料。设计套件不仅提供参考指南，可评估性能，还为软件移植和定制应用提供了平台。

    它是首个服务于嵌入应用系统的高度集成的64位产品，适用于电信、网络基础设施和ISP市场，为它们提供SPARC结构所具备的可靠性、可用性和可扩展性，可降低系统整体成本、缩短产品面市时间并增强系统整体性能。
 

    SUN推出的UltraSPARC IIi处理器是为了解决64位计算和低端的工作站系统。此款处理器给人一个高度集成鲜明感觉，采用高效和低价系统设计；在许多英特网和企业服务器里使用的UltraSPARC IIi处理器也是基于64位版本9 的SPARC Architecture；它以低能耗，高可靠性和可扩展性，广泛用于运用在数据中心、英特网、电信和企业的网络环境中。

    Sun的UltraSPARC Ⅲ微处理器可提供更加灵活的扩展方法。芯片可从两路处理扩展到数百路的处理操作，而无需重新设计大量的硬件及软件。UltraSPARC Ⅲ处理器采用Sun的独特设计方法，无需使用外部的存储器控制器。独立的控制器为系统总线增添了额外的负载，而UltraSPARC Ⅲ处理器与存储器直接对话，从而减少了这一负载。因此，存储器容量及性能可随着处理器的增加自然扩展。

    UltraSPARC Ⅲ处理器就是针对新兴网络计算设计的，处理器具有更高的时钟频率，更少的延误时间，可提供因特网要求的极高性能。UltraSPARC Ⅲ处理器还支持高度灵活的多处理环境，因此，选择它作为新兴因特网业务的处理器，可快速扩展，满足不断增长的计算要求。Ultra SPARC Ⅲ的工作频率有900MHz、750MHz和600MHz三种。与以前的UltraSPARC Ⅱ相比，UltraSPARC Ⅲ运行程序的速度要快一倍。
 

    UltraSparc IIIi为每个处理器配备1MB的2级缓存，SPARC IIIi这个代号中的“i”所隐含的意思是“集成（Integration）”。也就是说，这个处理器具有极高的集成性，其中包括了存储及I/O控制器、大量的芯片内缓存以及有效降低系统复杂度的系统总线。对于某些特定的应用，SPARC IIIi在降低成本方面效果十分显著。Sun公司的中低端服务器采用专用处理器SPARC IIIi，它是针对1～4个处理器的环境而专门设计的，同时确保了最高标准的RAS能力。因此，Sun UltraSPARC IIIi处理器仍然是低端Unix服务器的上好之选。 
 

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    SUN公司在其2002年年会上正式发布了采用0.13微米工艺和铜导体技术打造的64位UltraSPARC III Cu 1200处理器。由于采用了0.13微米制造工艺，新型1.2GHz的UltraSPARC III Cu处理器电耗比原先采用0.15微米技术打造的1.05 GHz SUN处理器降低了14%，也就是从75W电耗降低到了53W电耗。降低幅度为30％。Sun以更低的耗散功率和更小尺寸的芯片，降低了系统的运行成本，使系统计算密度的潜力又一次获得提升，还特别改善了系统的RAS特性(可靠性、可用性和可维护性)。

    Sun的UltraSPARC III Cu 1200新处理器，以及新一代服务器动态重构软件的发布，将网格计算提高到企业系统阶段。它比用于IBM Power4 和Intel 安腾2的180毫微米的生产工艺整整前进了一代。这一更精细的工艺技术还使处理器芯片尺寸大大减少，这使芯片制造成本再次降低，进一步巩固了UltraSPARC III处理器是业界最低功耗的64位处理器的地位。

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    UltraSparc IV使用了两个UltraSparc III核心。UltraSPARC Ⅳ目前仍然采用和UltraSPARC Ⅲ相同的生产制造工艺，只是在接口复用上重新设计，可以直接热交换原系统中的UltraSPARC Ⅲ系统板，直接获得性能的翻番。在各种复杂的应用中经过数个月的测试表明，UltraSPARC Ⅳ性能出色，运行稳定性也一如UltraSPARC Ⅲ，毕竟是同一种核心下的产物。首批UltraSparc IV使用130纳米制造工艺，UltraSparc IV处理器只有356平方毫米大小。其生命周期将延续到2006年。

    当然，提升性能的主要方式就包含有制造工艺，Sun在2004年内将和TI共同生产90纳米工艺的UltraSPARC Ⅳ，它不但会获得频率上的优势，更重要的是原本板载的16MB L2 Cache会集成在Die上（据猜测是2MB L2 Cache），这时配合板载的L3 Cache，将会成为Sun历史上最强悍的处理器，性能会在今天的基础上再增加一倍。 UltraSparc IV处理器于2004年6月份推出一款速度为1.2GHz的产品。sun 公司推出的UltraSparc IV处理器在性能上要超出前代产品1.6到2倍，这对英特尔、IBM、AMD以及其它公司的产品产生了极大的竞争力。
 

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    新一代UltraSPARC Ⅳ+处理器采用了德州仪器公司的90毫微米的工艺技术，它通过扩展的高速缓存、功能与转移预测机制(Branch Prediction Mechanism)、增强的预取能力(prefetching capabilities)和新型的计算能力等新技术，将现有的UltraSPARC Ⅳ处理器的应用吞吐量翻了一番。此外，UltraSPARC Ⅳ+处理器还将一个新的3级高速缓存层，与一个快速片上2MB二级高速缓存和一个大型32MB片外三级高速缓存组合在一起。

    这些新的特性还与更高的运行频率(起始为1.8 GHz)相结合，使UltraSPARC Ⅳ+比以往的UltraSPARC处理器有更高的吞吐量，大约是UltraSPARC Ⅳ处理器的每个线程性能的两倍。UltraSPARC Ⅳ+处理器采用了片上多线程技术(CMT)，通过多个运算(或称线程)的同时进行，继续执行Sun的吞吐量计算战略，以进一步提高系统的性能。同时，还有一组新的RAS(随机存取存储器)，使这一新的设计成为UltraSPARC系列处理器中最可靠的一员。

    与UltraSPARC Ⅳ处理器一样，这第二代的UltraSPARC Ⅳ+处理器仍然保持了Sun系统传统的二进制兼容的特性，因此保护了客户在开发工具和应用软件方面的已有投资。Sun还向她的客户提供了使其系统性能和可靠性双升级的简易途径，系统的占地面积不变，电源功率和热包装仅有很小的变化。

未完待续，敬请浏览《精彩图解服务器CPU之SUN篇（下）》