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Server-on-a-Chip: Suns UltraSPARC T2 im Detail

RISC-Kerne mit kurzer Pipeline

Im Kern ist der T2 immer noch ein RISC-Prozessor - also sind auch seine Kerne namens "SPARC V9" selbst auf die effiziente Abarbeitung eines kleinen Befehlssatzes ausgelegt. Dafür ist die Pipeline für Integer-Befehle auch nur acht Stufen vom Holen der Instruktionen (Fetch) bis zum Zurückschreiben der Daten lang. Die T2-Kerne sind dabei auf Speicher-Bandbreite und große und schnelle Caches angewiesen, können sie doch in einem Takt vier Integer-Befehle per Fetch holen. Dem stehen nur eine Load/Store-Einheit, aber zwei Ausführungseinheiten für Integer-Befehle gegenüber.

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Blockdiagramm T2
Blockdiagramm T2
Der übliche Thread-Scheduler ist pro Kern doppelt ausgeführt. Darin hat Sun eine Einheit namens "Pick" verbaut, die immer die beiden Instruktionen aussucht, die parallel in einem Takt ausgeführt werden können. Laut Sun können sich dabei die Threads ins Gehege kommen, wenn Pick für beide Ausführungseinheiten einen "Load"-Befehl aussucht - es gibt schließlich nur eine Load/Store-Einheit.

Blockdiagramm des V9-Kerns
Blockdiagramm des V9-Kerns
Weniger gründlich als den Integer-Teil des T2 hat Sun bisher die FPU dokumentiert. Als Kennzeichen ist nur eine Pipeline von zwölf Stufen bekannt, 50 Prozent länger als bei Integer, die fürs Teilen und Wurzelziehen notwendig sein soll. Noch dünner sind die Informationen zu einer Grafikeinheit, die ebenfalls in jedem T2-Kern steckt. Ob Sun damit nur einen erweiterten Befehlssatz meint, der als Prä-Prozessor für einen externen Grafik-Chip dient, lässt sich derzeit nur vermuten.

L2-Zugriff per Crossbar
L2-Zugriff per Crossbar
Konkret sind hingegen die Angaben zum Cache-Design - dank der kleinen Kerne von 12 Quadratmillimetern kann Sun jedem Rechenwerk zunächst L1-Caches von 16 KByte für Befehle und 8 KByte für Daten zur Verfügung stellen. Dazu kommt ein gemeinsamer L2-Cache für alle Kerne von 4 MByte, der 16fach assoziativ arbeitet. Das ist für einen Server-Prozessor nicht besonders viel, große Caches treiben aber den Energiebedarf nach oben. Damit sich die Kerne nicht zu sehr um den L2-Cache streiten müssen, hat ihn Sun in acht Bänke aufgeteilt, die zunächst jeder Kern primär selbst nutzen kann, dafür hat er eigene Tag-Speicher. Natürlich kann aber auch jeder Kern die L2-Bank eines anderen Kerns benutzen, also fast auf die vollen 4 MByte zugreifen. Damit das schnell klappt, sind die Kerne ringförmig über einen Crossbar angebunden, der in den Sun-Darstellungen als "CCX" bezeichnet wird. Dieses Design ist nicht ganz so effektiv wie beispielsweise Intels Shared-Cache der Core-Architektur, wo jede Cache-Line einzeln pro Kern genutzt werden kann, aber Intel hat dabei auch nur die Zugriffe von zwei Kernen für 4 MByte L2-Cache zu verwalten, bei Sun sind es viermal so viele Kerne. Insgesamt soll vom L2-Cache bis zum Kern selbst eine Bandbreite von 270 GByte pro Sekunde zur Verfügung stehen.

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PrimaAuch 30. Aug 2007

... daß es zu interessanten, technischen Themen hier nur noch SPAM zu lesen gibt.

primaAuch 30. Aug 2007

Wir alle wissen, daß Vista (und natürlich auch XP, 2003) von mehr als 4 Kernen keine...

yeti 13. Aug 2007

Auch bei einem Fliessband wird parallel gearbeitet. Man kann natürlich auch Fliessbänder...

Ingezock 12. Aug 2007

100 Euro bei Atelco. Ja, ich nutze ihn bereits mit einer gepatchten Vista und knall...

nie (Golem.de) 11. Aug 2007

Allgemein gesehen stimmt das natürlich, gemeint waren auf einen bestimmten Zweck...


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