OpenSPARC 源代码

SPARC

Sun UltraSPARC II处理器

SPARC，全称为“可扩充处理器架构”（Scalable Processor ARChitecture），是RISC微处理器架构之一。它最早于1985年由升阳电脑所设计，也是SPARC国际公司的注册商标之一。这家公司于 1989年成立，其目的是向外界推广SPARC，以及为该架构进行符合性测试。此外该公司为了扩阔SPARC设计的生态系统，SPARC国际也把标准开放，并授权予多间生产商采用，包括德州仪器、Cypress半导体、富士通等。由于SPARC架构也对外完全开放，因此也出现了完全开放原始码的LEON 处理器，这款处理器以VHDL语言写成，并采用LGPL授权。

SPARC架构原设计给工作站使用，及后应用在升阳、富士通等制造的大型SMP服务器上。而升阳开发的Solaris操作系统也是为SPARC设计的系统之一，除Solaris外，NeXTSTEP、Linux、FreeBSD、OpenBSD及NetBSD系统也提供SPARC版本。

现时最新版本的SPARC为第8及第9版，在2005年12月，升阳方面宣布其UltraSPARC T1处理器将采用开放原始码方式。



开源CPU--OpenSparc T1简介 FPGA级别

2006年3月，Sun宣布开源化其多核心UltraSparc T1 CPU的处理器设计，采用的是GNU通用公共许可证(GNU GPL license)。之前Sun已经公开了"Hypervisor"API规范，允许各公司将Linux、BSD 及其他操作系统移植到UltraSparc T1平台。

Sun是业界首家将复杂的硬件设计使用GNU GPL许可进行发布的公司，而此举也将为UltraSparc T1处理器增加曝光度，并吸引开发人员为该平台开发软硬件解决方案。

该硬件设计的开源发布包括64-bit UltraSparc T1的Verilog硬件描述语言源代码，验证套装和模拟模型，ISA规范及Solaris 10 OS虚拟镜像。T1处理器的代号为“Niagara”，于去年发布并应用于Sun的T1000/T2000服务器中。 Sun目前推出了4、6、8核心的CPU版本，且每核心最多支持4线程，即总共最多32线程。T1基于Sparc V9架构，每核心集成16KB指令缓存和8KB主数据缓存，整个处理器共享3MB L2缓存。“OpenSparc T1”芯片设计，验证套装，架构和性能模型工具已经发布在http://www.opensparc.net网站。Sun还发布了“Cool Tools”，其中包括优化多线程CPU性能的各种程序以及CMT编程及描绘工具。
OpenSparc T1处理器的主要特征包括：
8个Sparc V9处理核心，每核心4线程，共计32线程
每处理核心16KB一级指令缓存，共128KB；

每处理核心8KB一级数据缓存，共64KB；

3MB二级缓存，4-way bank，12向关联，各核心共享；

4个DDR2内存控制器，每通道位宽144bit，总带宽峰值25GB/s；

IEEE754兼容浮点单元(FPU)，各核心共享；

J-Bus输入输出接口，峰值带宽2.56GB/s，128bit多元地址/数据复用总线。

http://blog.21ic.com/uploadfile-/2007-3/327375355.jpg

UltraSPARC T1



Sun UltraSPARC T2解析



新一代的UltraSPARC T2处理器带有8个核心，可以同时处理64个线程。T2的产品代号Niagra 2，不仅将应用在SUN自己的服务器上，还可能放在机顶盒、路由器等设备中。目前处理器由TI负责制造，采用SoC设计，带有2个以太网接口，1个 PCIe ×8接口和4个双通道FBDIMM内存控制器，整个处理器带有5.03亿个晶体管，核心大小342平方毫米，目前共推出1.2GHz与1.4GHz两种频率，在1.4GHz主频的电压为1.1伏，工作频率上功耗85W。


http://www.opensparc.net/images/stories/t2/ultrasparc-t2-layout.png

UltraSPARC T2设计蓝图

65纳米技术更节能

　　SUN已经成功将90纳米的制作工艺成功转制成65纳米工艺，这样意味着在同样面积的芯片上可以放入更多的模块。此外，T2还使用了其具有革命性的酷线程(CoolThreads?)芯片多线程技术(CMT)扩展到每线程功耗低于2瓦的UltraSPARC T2处理器。换句话说，拥有这项技术后，SUN的产品功耗将是竞争对手的十分之一或三十分之一。因此我们将看到业界功耗最低、8个内核、64个线程、4倍的吞吐量及网络和安全的功能性于一身的产品。


芯片特点
处理器 八核心 工作主频在900MHz – 1.4GHz
支持64线程
支持64 FB-DIMMs, 4个内存控制器
内存带宽 60+GB/S
功耗 标准95W或最高123W
其他特点 8个浮点运算单元(FPUs)
双10Gbit以太网接口和PCI-E支持
4MB二级缓存 (8 banks)



每核心1个安全协处理器
核心特点
核心特征 大小：12 mm2
8线程
2条指令管线 + 1个浮点计算 + 1个密码加速单元
8KB 数据缓存+ 16KB 指令缓存
其他应用
其他应用 单插槽的机架或刀片服务器
WiMAX 无线
3G/4G
网络基础构架


性能翻倍，新一代架构有突破

　　UltraSPARC T2处理器将单一芯片上集成的系统功能提升到空前水平，在性能方面也是T1的两倍。这首先要得益于它较高的吞吐量处理器能力，在 SPECint_rate2006和SPECfp_rate2006的测试中，这两项成绩分别是78.3 est和62.3 est，这主要得益于该处理器的8核和每核8线程的设计特色。在网络连接方面，该处理器支持两个可虚拟化的多线程的每秒10千兆比特的以太网端口，也就是万兆以太网接口，并具有内建的包分类功能。在安全方面，8个密码加速单元，一共有10个独立的功能，可满足不断增长的安全需求，包括由NSA批准的算法，在性能上也没有任何损失。

　除此之外，在计算方面8个浮点单元，SUN将CMT的技术优势扩展到了高性能计算领域，适用于各类科学应用，创立了单芯片 SPECfp_rate2006世界记录和单芯片，有8条通道的输入输出接口可以满足行业标准PCI Express I/O高速应用，如流媒体、数据库读/写，以及数据备份等。4个内存控制器，提供了每秒50千兆字节以上的内存访存速度。

以下表格中公布的是UltraSPARC T2单处理器的性能测试结果：

SPECint_rate2006 SPECfp_rate2006
1.4GHz Sun UltraSPARC T2 148％ 134％
4.7GHz IBM POWER 6 115％ 125％
2.66GHz Intel X5355 100％ 100％

开源让更多用户受益

　　UltraSparc T2也将和UltraSparc T1一样采用开放原始码授权，到目前为止，OpenSPARC T1源码的下载已经超过5,500次。现在Sun正准备将UltraSPARC T2的源码在www.opensparc.net上向OpenSPARC社团发布。并且提供了程序员参考手册、微架构技术规范、OpenSPARC T2β版评估项目等一系列措施，其中程序员参考手册里提供了软件端口、操作系统端口，以及加快OpenSPARC T2项目进展的应用工具。微架构技术规范里提供了对OpenSPARC T2硬件模块特性和功能的详细描述。OpenSPARC T2β版评估项目为一定数量的硬件设计人员和工具开发人员提供早期试用版，让他们开始使用具有片上系统功能性的最新CMT技术。该项目将促进 OpenSPARC T2社团的发展，加快调试过程，以获得性能更佳的OpenSPARC T2的第一个版本，配合具有海量线程特性的Solaris操作系统使高线程处理器UltraSPARC T2的技术优势得到充分发挥，拥有开放的、低成本的虚拟化功能。