| سبارك | |
|---|---|
 | |
| السجلات | |
تعديل مصدري -تعديل  |
 |
سبارك SPARC (بنية المعالج القابل للتوسع) هيمجموعة تعليماتريسك RISC طورتها شركةصن ميكروسيستمز وأصدرتها في منتصف عام 1987.سبارك علامة تجارية مسجلةلشركة سبارك إنترناشونال SPARC International، وهي مؤسسة أنشئت عام 1989 لتطويربنية سبارك وإدارة علامات سبارك التجارية وتقديماختبار مطابقة المواصفات. بدأ تصميم واستخدام تطبيقات بنية سبارك32-بت الأصلية فيمحطة عملصن-4 Sun-4 workstation وأنظمةالخوادم وحلت محل أنظمةصن-3 التي بنيت علىعائلة المعالجات موتورولا 68000 Motoro]]a 68000. ثم استخدمت معالجات سبارك فيما بعد في خوادمإس إم بي SMP من إنتاج شركةصن ميكروسيستمزوسولبورن Solbourneوفوجيتسو وآخرين، وتم تصميمها لتجري العمليات التي تحتاج64-بت.كان الخطة أن تفتح سبارك انترناشيونال بنية سبارك لإتاحة بيئة أوسع لتطوير التصميم الذي تم ترخيصه لعدد من الشركات المصنعة بما فيهاتكساس إنسترمنتز Texas Instrumentsوأتميل Atmelوسيبرس سيميكوندكتور Cypress Semiconductorوفوجيتسو. ونتيجة لوجود سبارك إنترناشيونال أصبحت بنية سبارك متاحة بالكامل ولا تمتلكها جهة بعينها.في مارس 2006 أصدرت صن ميكروسيستمزالتصميم الكامل لمعالجها الدقيق ألتراسبارك تي1 UltraSPARC T1، وهو مفتوح المصدر ومتاح على OpenSPARC.net، وسمته أوبن سبارك تي1 OpenSPARC T1. وفي عام 2007 أصدرت صن أيضا تصميم مفتوح المصدر لمعالجها الدقيق ألتراسبارك تي2 تحت اسم أوبن سبارك تي2، أنظر OpenSPARC.net.وفي يونيو 2009 استخدمت فوجيتسو تصميم سبارك لعمل معالج Venus SPARC64 VIIIfx القادر على إجراء 128 مليار عملية فاصلة عائمة في الثانية (128 جي فلوب).
تأثرت بنية سبارك بشدة بتصاميم ريسك السابقة عليها بما فيهاريسك 1 و2 الذين صدرا عنجامعة كاليفورنيا، بركليوآي بي إم 801 IBM 801. كانت هذه التصميمات الأولى تتيح أقل قدر ممكن من الإمكانيات وأكواد العمليات opcodes، وكانت تحاول تنفيذ الأوامر بمعدل أمر واحد في كلدورة ساعة تقريبا، وهذا يجعلها مشابهةبنية ميبز في عدة وجوه مثل غياب بعض العمليات كالضرب والقسمة، خاصية أخرى من خصائص سبارك التي تأثرت بإصدارات ريسك الأولى هي خاصيةأمر تأخير التفرع.يحتوي معالج سبارك عادة على 160سجل عام، يستطيع أي برنامج الوصول إلي 32 منهم فقط في أي وقت، 8 منهم يستطيع النظام بأكمله استخدامهم (واحد منهم g0 يحتوي دائمأعلى القيمة 0 لذلك 7 سجلات فقط هم القابلين للاستخدام) و24 منمكدس السجلات، وهذه تمثل ما يسمىبنافذة السجلات وتتحرك هذه النافذة صعودا وهبوطا في مكدس السجلات مع عملية مناداة\رجوع الدالة، تحتوي كل نافذة على 8 سجلات وتشترك في 8 مع كل من النوافذ المجاورة، وتستخدم السجلات المشتركة في تمرير متغيرات الدالة والقيم الراجعة، وتستخدم السجلات المحلية في الاحتفاظ بالقيم التي تستخدم داخل نطاق الدالة نفسها.ومصدر تعبير «قابل للتوسع» المستخدم مع سبارك هو أن مواصفات سبارك تتيح للتطبيقات المختلفة أن تبدأ من المعالجات المدمجة وتتوسع وصولا إلى معالجات الخوادم العملاقة، تشترك جميعا في نفس مجموعة التعليمات الأساسية (الغير مميزة). أحد معاملات التصميم القابلة للتوسع هو عدد نوافذ السجلات. تسمح مواصفات المعالج بـ 3 نوافذ إلى 32 بالتالي يمكن لأي تطبيق أن يختار استخدام الـ32 نافذة جميعا لتحقيق أفضل كفاءةلمكدس المناداة أو استخدام 3 فقط لتقليل زمن تغيير السياق أو استخدام أي رقم بينهما. من الأنظمة التي تحتوي على خاصية ملف السجلات المماثلةإنتل آي960 Intel i960وإيتانيوم (معالج)وإيه إم دي 29000 AMD 29000.
وخضعت البنية لعدة مراجعات، وأضيفت لها عمليتي الضرب والقسمة في الإصدار 8، وأهم تحديث جرى عليها هو الإصدار 9 وهو بيان مواصفات سبارك64-بت (لكل من العناوين والبيانات) الذي نشر في 1994.[1]في الإصدار 8 من سبارك يحتوي ملف سجلاتالفاصلة العائمة على 16 سجلمزدوج الدقة، يمكن استخدام أي منهم كسجلأحادي الدقة بمجمل 32 سجل أحادي الدقة، ويمكن استخدام أي رقم فردي-زوجي من أزواج السجلات مزدوجة الدقة كسجلاترباعية الدقة، ويسمح العدد هنا ب 8 سجلات رباعية الدقة. وأضاف الإصدار9 من سبارك 16 سجل مزدوج الدقة (التي يمكن استخدامها أيضا كـ 8 سجلات رباعية الدقة) لكن لا يمكن استخدام هذه السجلات الإضافية كسجلات أحادية الدقة.تؤدي عمليات الإضافة والطرح الموسومة حساباتها على اعتبار أن آخر 2 بت لا تشارك في العملية الحسابية، وهذا قد يفيد\يكون له فائدة في تطبيقنظام وقت التشغيل لـلغةليسبوإم إل وعدد من اللغات المشابهة التي تستخدم الأعداد الصحيحة الموسومة.
أسلوبترتيب البيانات (endianness) المستخدم في سبارك الإصدار8 32-بت هو ترتيب بالإعلى (big-endian). سبارك الإصدار9 64-بت يستخدم الترتيب بالإعلى في التعليمات بينما يمكنه الوصول للبيانات بالتريب بالأعلى أو الترتيب بالأدنى للبايتات وهو ما يتحدد إما على مستوى أوامر البرنامج (load/store) أو على مستوىصفحة الذاكرة memory page (من خلال إعدادات وحدة إدارة الذاكرة MMU)، وتستخدم الوسيلة الأخيرة عادة في الوصول إلى بيانات من أجهزة تستخدم الترتيب بالأدنى دائما مثل ناقلات PCI.
خضعت البنية لثلاث مراجات رئيسية، أول مراجعة نشرت كانت سبارك 32-بت الإصدار7 (V7) في 1986، وسبارك الإصدار8 وهو تعريف محسن لبنية سبارك تم إصداره عام 1990. الفروق الرئيسية بين الإصدارين كانت إضافة عمليتي الضرب والقسمة، ووصول عمليات الفاصلة العائمة الرياضية «مطولة الدقة» 80-بت إلى عمليات «رباعية الدقة» 128-بت. وكان سبارك الإصدار8 بمثابة الأساس الذي بني عليه معيار IEEE 1754-1994 لبنية المعالج الدقيق 32-بت.صدر سبارك الإصدار9 - 64-بت –عن سبارك إنترناشيونال في 1993 وقامت بتطويره اللجنة المسئولة عن بنية سبارك التي ضمت كلا منأمدال كوربروريشن Amdahl Corporationوفوجيتسووآي سي إل ICLوإل إس آي لوجيك LSI Logicوباناسونيكوفيليبس Phi]]ipsوروس تكنولوجي Ross Technologyوصن ميكروسيستمزوتكساس إنسترمنتز.في 2002 أصدرت شركتي صن وفوجيتسو بيان مواصفات البرمجة المشتركة 1 Joint Programming Specification 1 (JPS1) لسبارك تصف وظائف المعالج المتطابقة في وحدات المعالجة المركزية لكلا الشركتين («عمومية»). أول وحدة معالجة مركزية مطابقة لـموصفات JPS1 كانت ألتراسبارك3 من شركة صن وسبارك64 في من شركة فوجيتسو. وتضمنت «ملحقات التطبيق» الخاصة بكل معالج الوظائف التي لم يرد ذكرها في JPS1.في بدايات عام 2006 أصدرت شركة صن بيان مواصفات مفصل باسم بنية ألتراسبارك 2005 UltraSPARC Architecture 2005، وهذه لم تتضمن الأجزاء الغير مميزة ومعظم الأجزاء المميزة في سبارك الإصدار9 فحسب ولكن كل ما تم إضافته لبنية معالجات ألتراسبارك (مثل CMT وhyperpriviliged وVIS 1 وVIS 2) بدءً من تطبيقألتراسبارك تي1، كما تضمنت هذه المواصفات كل إضافات شركة صن القياسية وتطابق بيان مواصفات سبارك الإصدار9 المستوى 1.وأصدرت صن في 2007 بيان مواصفات أحدث وهو بنية ألتراسبارك 2007 UltraSPARC Architecture 2007 وتطبيق ألتراسبارك تي2 يطابق هذه المواصفات.البنية متوافقة ثنائيا في كل إصداراتها بدايةً من سبارك الإصدار7 عام 1987 حتى إصدارات ألتراسبارك من صن.
ومن ضمن تطبيقات سبارك العديدة كانت تطبيقات شركة صن سوبرسبارك SuperSPARC وألتراسبارك-1 UltraSPARC-I من أكثرها شهرة واستخدمت في مؤسسةسبيك SPEC كنظام مرجعي لقياس آداء CPU95 وCPU2000، واستخدمت المؤسسة أيضا ألتراسبارك-2 296 ميجاهيرتز كنظام مرجعي لقياس آداء CPU2006.تم ترخيص بنية سبارك للعديد من الشركات التي طورت وصنعت التطبيقات المختلفة مثل:
يحتوي هذا الجدول على مواصفات بعض معالجات سبارك: التردد (ميجاهيرتز), رقم الإصدار، سنة الإصدار، عدد الخيوط threads (الخيوط في النواة الواحدة مضروبا في عدد الأنوية)، عملية التصنيع (ميكرومتر)، عدد الترانزستورات (مليون)، حجم القالب (مليمتر مربع)، عدد إبرالإدخال\الإخراج، الطاقة المبددة (وات)، فرق الجهد، حجم الذاكرة المخبأة بيانات، تعليمات، L2 وL3 (كيبيبايت)
| الاسم (الاسم الرمزي) | النموذج | (ميجا هيرتز) التردد | رقم الإصدار | سنة الإصدار | عدد الخيوط[2] | عملية التصنيع (ميكرومتر) | عدد الترانزستورات (مليون) | حجم القالب (مليمتر مربع) | عدد إبرالإدخال\الإخراج | الطاقة المبددة (وات) | فرق الجهد | حجم الذاكرة المخبأة بيانات | تعليمات | (كيبيبايت)L2 | (كيبيبايت)L3 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SPARC | (various), includingMB86900[3] | 14.28–40 | V7 | 1987–1992 | 1×1=1 | 0.8–1.3 | ~0.1–1.8 | -- | 160–256 | -- | -- | 0–128 (unified) | none | none | |
| microSPARC I (Tsunami) | TI TMS390S10 | 40–50 | V8 | 1992 | 1×1=1 | 0.8 | 0.8 | 225? | 288 | 2.5 | 5 | 2 | 4 | none | none |
| SuperSPARC I (Viking) | TI TMX390Z50 / Sun STP1020 | 33–60 | V8 | 1992 | 1×1=1 | 0.8 | 3.1 | -- | 293 | 14.3 | 5 | 16 | 20 | 0-2048 | none |
| SPARClite | Fujitsu MB8683x | 66–108 | V8E | 1992 | 1×1=1 | -- | -- | -- | 144–176 | -- | 2.5/3.3V | 1–16 | 1–16 | none | none |
| hyperSPARC (Colorado 1) | Ross RT620A | 40–90 | V8 | 1993 | 1×1=1 | 0.5 | 1.5 | -- | -- | -- | 5? | 0 | 8 | 128-256 | none |
| microSPARC II (Swift) | Fujitsu MB86904 / Sun STP1012 | 60–125 | V8 | 1994 | 1×1=1 | 0.5 | 2.3 | 233 | 321 | 5 | 3.3 | 8 | 16 | none | none |
| hyperSPARC (Colorado 2) | Ross RT620B | 90–125 | V8 | 1994 | 1×1=1 | 0.4 | 1.5 | -- | -- | -- | 3.3 | 0 | 8 | 128-256 | none |
| SuperSPARC II (Voyager) | Sun STP1021 | 75–90 | V8 | 1994 | 1×1=1 | 0.8 | 3.1 | 299 | -- | 16 | -- | 16 | 20 | 1024-2048 | none |
| hyperSPARC (Colorado 3) | Ross RT620C | 125–166 | V8 | 1995 | 1×1=1 | 0.35 | 1.5 | -- | -- | -- | 3.3 | 0 | 8 | 512-1024 | none |
| TurboSPARC | Fujitsu MB86907 | 160–180 | V8 | 1996 | 1×1=1 | 0.35 | 3.0 | 132 | 416 | 7 | 3.5 | 16 | 16 | 512 | none |
| UltraSPARC (Spitfire) | Sun STP1030 | 143–167 | V9 | 1995 | 1×1=1 | 0.47 | 5.2 | 315 | 521 | 30[4] | 3.3 | 16 | 16 | 512-1024 | none |
| UltraSPARC (Hornet) | Sun STP1030 | 200 | V9 | 1998 | 1×1=1 | 0.42 | 5.2 | 265 | 521 | -- | 3.3 | 16 | 16 | 512-1024 | none |
| hyperSPARC (Colorado 4) | Ross RT620D | 180–200 | V8 | 1996 | 1×1=1 | 0.35 | 1.7 | -- | -- | -- | 3.3 | 16 | 16 | 512 | none |
| SPARC64 | Fujitsu (HAL) | 101–118 | V9 | 1995 | 1×1=1 | 0.4 | -- | Multichip | 286 | 50 | 3.8 | 128 | 128 | -- | -- |
| SPARC64 II | Fujitsu (HAL) | 141–161 | V9 | 1996 | 1×1=1 | 0.35 | -- | Multichip | 286 | 64 | 3.3 | 128 | 128 | -- | -- |
| SPARC64 III | Fujitsu (HAL) MBCS70301 | 250–330 | V9 | 1998 | 1×1=1 | 0.24 | 17.6 | 240 | -- | -- | 2.5 | 64 | 64 | 8192 | -- |
| UltraSPARC IIs (Blackbird) | Sun STP1031 | 250–400 | V9 | 1997 | 1×1=1 | 0.35 | 5.4 | 149 | 521 | 25[5] | 2.5 | 16 | 16 | 1024 or 4096 | none |
| UltraSPARC IIs (Sapphire-Black) | Sun STP1032 / STP1034 | 360–480 | V9 | 1999 | 1×1=1 | 0.25 | 5.4 | 126 | 521 | 21[6] | 1.9 | 16 | 16 | 1024–8192 | none |
| UltraSPARC IIi (Sabre) | Sun SME1040 | 270–360 | V9 | 1997 | 1×1=1 | 0.35 | 5.4 | 156 | 587 | 21 | 1.9 | 16 | 16 | 256–2048 | none |
| UltraSPARC IIi (Sapphire-Red) | Sun SME1430 | 333–480 | V9 | 1998 | 1×1=1 | 0.25 | 5.4 | -- | 587 | 21[7] | 1.9 | 16 | 16 | 2048 | none |
| UltraSPARC IIe (Hummingbird) | Sun SME1701 | 400–500 | V9 | 1999 | 1×1=1 | 0.18 Al | -- | -- | 370 | 13[8] | 1.5-1.7 | 16 | 16 | 256 | none |
| UltraSPARC IIi (IIe+) (Phantom) | Sun SME1532 | 550–650 | V9 | 2000 | 1×1=1 | 0.18 Cu | -- | -- | 370 | 17.6 | 1.7 | 16 | 16 | 512 | none |
| SPARC64 GP | Fujitsu SFCB81147 | 400–563 | V9 | 2000 | 1×1=1 | 0.18 | 30.2 | 217 | -- | -- | 1.8 | 128 | 128 | 8192 | -- |
| SPARC64 GP | -- | 600–810 | V9 | -- | 1×1=1 | 0.15 | 30.2 | -- | -- | -- | 1.5 | 128 | 128 | 8192 | -- |
| SPARC64 IV | Fujitsu MBCS80523 | 450–810 | V9 | 2000 | 1×1=1 | 0.13 | -- | -- | -- | -- | -- | 128 | 128 | 2048 | -- |
| UltraSPARC III (Cheetah) | Sun SME1050 | 600 | V9 / JPS1 | 2001 | 1×1=1 | 0.18 Al | 29 | 330 | 1368 | 53 | 1.6 | 64 | 32 | 8192 | none |
| UltraSPARC III (Cheetah) | Sun SME1052 | 750–900 | V9 / JPS1 | 2001 | 1×1=1 | 0.13 Al | 29 | -- | 1368 | -- | 1.6 | 64 | 32 | 8192 | none |
| UltraSPARC III Cu (Cheetah+) | Sun SME1056 | 1002–1200 | V9 / JPS1 | 2001 | 1×1=1 | 0.13 Cu | 29 | 232 | 1368 | 80[9] | 1.6 | 64 | 32 | 8192 | none |
| UltraSPARC IIIi (Jalapeño) | Sun SME1603 | 1064–1593 | V9 / JPS1 | 2003 | 1×1=1 | 0.13 | 87.5 | 206 | 959 | 52 | 1.3 | 64 | 32 | 1024 | none |
| معالجات SPARC 64 (Zeus) | Fujitsu | 1100–1350 | V9 / JPS1 | 2003 | 1×1=1 | 0.13 | 190 | 289 | 269 | 40 | 1.2 | 128 | 128 | 2048 | -- |
| معالجات SPARC 64 (Olympus-B) | Fujitsu | 1650–2160 | V9 / JPS1 | 2004 | 1×1=1 | 0.09 | 400 | 297 | 279 | 65 | 1 | 128 | 128 | 4096 | -- |
| UltraSPARC IV (Jaguar) | Sun SME1167 | 1050–1350 | V9 / JPS1 | 2004 | 1×2=2 | 0.13 | 66 | 356 | 1368 | 108 | 1.35 | 64 | 32 | 16384 | none |
| UltraSPARC IV+ (Panther) | Sun SME1167A | 1500–2100 | V9 / JPS1 | 2005 | 1×2=2 | 0.09 | 295 | 336 | 1368 | 90 | 1.1 | 64 | 64 | 2048 | 32768 |
| UltraSPARC T1 (Niagara) | Sun SME1905 | 1000–1400 | V9 / UA 2005 | 2005 | 4×8=32 | 0.09 | 300 | 340 | 1933 | 72 | 1.3 | 8 | 16 | 3072 | none |
| معالجات SPARC 64 (Olympus-C) | Fujitsu | 2150–2400 | V9 / JPS1 | 2007 | 2×2=4 | 0.09 | 540 | 422 | -- | 120 | -- | 128 | 128 | 5120 | none |
| ألترا سبارك تي 2 (Niagara 2) | Sun SME1908A | 1000–1600 | V9 / UA 2007 | 2007 | 8×8=64 | 0.065 | 503 | 342 | 1831 | 95 | 1.1–1.5 | 8 | 16 | 4096 | none |
| UltraSPARC T2 Plus (Victoria Falls) | Sun SME1910A | 1200–1600 | V9 / UA 2007 | 2008 | 8×8=64 | 0.065 | 503 | 342 | 1831 | - | - | 8 | 16 | 4096 | none |
| SPARC64 VII (Jupiter)[10] | Fujitsu | 2400–2880 | V9 / JPS1 | 2008 | 2×4=8 | 0.065 | 600 | 445 | -- | 135 | -- | 64 | 64 | 6144 | none |
| UltraSPARC "RK" (Rock)[11] | Sun SME1832 | 2300 | V9 / -- | canceled[12] | 2×16=32 | 0.065 | ? | 396 | 2326 | ? | ? | 32 | 32 | 2048 | ? |
| معالجات SPARC 64 (Venus)[13][14] | Fujitsu | 2000 | V9 / JPS1 | 2009 | 1x8=8 | 0.045 | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? | ? |
| SPARC T3 (Rainbow Falls) | Oracle/Sun | 1650 | V9 / UA _?_ | 2010 | 8×16=128 | 0.040[15] | ???? | 371 | ? | 139 | ? | 8 | 16 | 6144 | none |
| SPARC64 VII+ (???) | Fujitsu | 2667 - 3000 | V9 / JPS1 | 2010 | 2x4=8 | - | - | - | - | - | - | 128 | 128 | 12288 | none |
| الاسم (الاسم الرمزي) | النموذج | التردد (ميجاهيرتز) | رقم الإصدار | سنة الإصدار | عدد الخيوط[2] | عملية التصنيع (ميكرومتر) | عدد الترانزستورات (مليون) | حجم القالب (مليمتر مربع) | عدد إبرالإدخال\الإخراج | الطاقة المبددة (وات) | فرق الجهد | حجم الذاكرة المخبأة بيانات | تعليمات | (كيبيبايت)L2 | (كيبيبايت)L3 |
أجهزة سبارك تستخدم عادةصن أو إس أوسولاريس أوأوبن سولاريس، ولكنها استخدمت أنظمة أخرى مثلنكست ستيب NeXTSTEPوآر تيمز RTEMSوفري بي إس ديوأوبن بي إس ديونت بي إس ديولينكس.في 1993 أعلنت شركةإنترجراف عن منقذ منويندوز إن تي لبنية سبارك[16] وأغلقته فيما بعد.
هناك أربع تطبيقات من بنية سباركمفتوحة المصدر بشكل كامل.
في عام 2009 شملت قائمة أسرع 500 حاسوب فائق في العالم حاسوب واحد فقط يستخدم معالجات سبارك الدقيقة طبقا لقائمةتوب500،[17] وهو FX1 من فوجيتسو وحصل على المركز الـ28 بسرعة 121282جيفلوبز، وهو يستخدم المعالجات الدقيقة SPARC64 VII رباعية النواة بسرعة 2.52 ميجاهيرتز، تم تجميعه بواسطو بنية دي دي آرإنفيني باند DDR Infiniband. استخدم في أحد مرافقمنظمة البحوث اليابانية، في 2002 كان هناك 88 حاسوب يستخدم معالجات سبارك الدقيقة في قائمة توب500 ولكنه منذ حينها في تراجع في مقابل الشرائح الأخرى منآي بي إموإنتلوإيه إم دي.في ديسمبر 2010 كشفت أوراكل عن سبارك سوبر كلستر SPARC SuperCluster في خادم T3-4 الذي تفوق على Integrity Superdome من HP وPower 780 من IBM ووصل إلى سرعات 30,249,688 tpmC (transaction per minute)
{{استشهاد ويب}}:تحقق من التاريخ في:|تاريخ الوصول= (مساعدة) والوسيط|title= غير موجود أو فارغ (مساعدة){{استشهاد ويب}}:تحقق من التاريخ في:|تاريخ الوصول= (مساعدة)
