SPARC王朝回归？Sun UltraSPARC T1规格初探

最酷的线程？CoolThreading！

UltraSPARC T1第一标榜即是八核四线程，远胜IBM POWER5及Intel Xeon 7000，特别是在多线程技术上Sun也用上特别称呼，Intel于2003年推出双线程技术时，将其称为超线程（HyperThreading，简称：HT），今日Intel Inside标章上都有HT字样，而2005年IBM POWER5则称为MultiThreading，两者异曲同工，皆为双线程，至于UltraSPARC T1的每核四线程技术Sun特此称为CoolThreading。

除了双线程／多线程技术的名称不同外，技术本质并无太多差异，不过IBM与Sun的多线程技术在通畅性上似乎更优异些，IBM POWER5能够侦测各线程的执行状况与资源使用情形，在过于久拖及耗占时会将该线程进行转移，将资源空间与等候时间加以抚平，让平行执行的程度、速度能提升。

相对的Intel HT技术目前仍无法转移，线程一旦排入执行位置就不能再换替位置，即便该线程将会耗占很多执行资源与时间也必须持续等候，也因此有时会有弄巧成拙的情形，即加速不成反有倒退之虞。

类似的，UltraSPARC T1（以下简称：T1）也能进行线程的动态转移，任何一个执行单元有空余时，都可抓取已排入其它位置的待线程来处理，藉此维持高度多核多线程的平行处理利用率。

进一步的我们来了解T1每核的细部设计，每核都自属拥有4-Way 16KB L1指令快取与4-Way 8KB L1数据快取，且具有同位检查（Parity Check）能力，可自行侦测并修正1bit的内容错误。此外T1的L2 Cache实行八核共享，共有12-Way 3MB 4-Bank，并具有ECC侦错、更错能力，八核是以Crossbar连接架构来存取此一L2 Cache。而且，T1也在芯片层面加入RSA（公众金钥加密，非对称密码）的支持。

Sun运用大量的Sun Fire V20z服务器进行效能串接（集群架构），以此来满足各种科学、技术领域的重度运算，推估除了Sun Fire V20z/V40z以及Sun Fire X2100/X4100等Opteron服务器外，未来也当会以UltraSPARC T1服务器来组构Compute Grid方案。

在寻址上，T1实体寻址为40-bit，虚拟寻址为48-bit，内存管理的分页可以8KB、64KB、4MB、256MB为单位，相对的IA-32/x64仅能以4KB或2MB（使用36-bit寻址的PAE模式，PAE=Physical Address Extension）为单位，且自硬件层面就支持Hypervisor（虚拟机器功能的管理层机制），Intel也于今年首次于硬件层面支持Hypervisor（Xeon 7000）。

接着是内存接口部分，UltraSPARC T1内建内存控制器（等于内建北桥芯片），不过不是内建1组，而是4组，理由在于8核，8核的数据处理量大、数据进出可观，所以不能让内存频宽成为效能瓶颈，且4组都是128-bit宽的DDR2-533MHz，加上实行Chipkill ECC技术，使传输宽度成为144-bit，并可自动侦测出4-bit内的内容错误及自行修正，或可侦测出8-bit内的错误但要求重新传送。再者，内建的4组内存控制器，每组可连接4个DIMM，最多达16个DIMM。

虽然用4组128-bit的内存接口来接应8核已是相当充足、匹配，但T1还是提供了更多的组态选择，在必要的时候可让控制器采双信道模式运作，即是让原本4组各自独立读写传输的内存接口，可改采同时并用2组的存取操作，这对于若干核心有更迫切的数据进出需求时特别管用。

更重要的是，T1也使用Sun独有的革新互连（Interconnect）界面：JBus，在此之前Sun所用的是Fireplane（频率150MHz）接口，此接口也是由Sun自家独创，今日Sun仍持续销售的各款SPARC工作站、服务器中，只要是UltraSPARCⅢ Cu（铜制程版）以上皆有使用到Fireplane，如今T1则升级至JBus。

附注：JBus 1.0版规格早于2003年4月发表，但当时少有实际运用。Fireplane则于2001年提出，至于更早的Sun独创界面还有1996年的UPA（Ultra Port Architecture）、1993年的XDBus、1991年的MBus。中高阶服务器有很大的效能因素取决于整体系统的连接架构设计而非CPU，只有初阶服务器、工作站、个人计算机的效能关键较集中在CPU，也因此UNIX服务器业者多半坚持实行独有研发的系统内互连技术，包括HP、IBM、SGI等各大业者都类似。

JBus是具有128-bit宽的地址／数据接口、运作的频率频率为150MHz～200MHz，最尖峰的传输率可至3.1GB/Sec。相信未来的Sun SPARC芯片都将用JBus取代Fireplane。