Geschichte der SPARC-CPU-Architektur

[RetroBytes] stellt die kuriose Geschichte der SPARC-Prozessorarchitektur schön dar. SPARC, die Abkürzung für Scalable Processor Architecture, definierte in den 1980er und 1990er Jahren einige der kommerziell erfolgreichsten RISC-Prozessoren. SPARC wurde ursprünglich von Sun Microsystems entwickelt, womit die meisten von uns SPARC assoziieren. Doch während die meisten Computerarchitekturen von einem einzigen Unternehmen kontrolliert werden, wurde SPARC von Dutzenden von Akteuren unterstützt. Die Geschichte von SPARC ist nicht einfach die Geschichte von Sun.

Ein RISC-Design (Reduced Instruction Set Computer) basiert auf einer Instruction Set Architecture (ISA), die eine begrenzte Anzahl einfacherer Anweisungen ausführt, als ein Complex Instruction Set Computer (CISC), das auf einer ISA basiert, die mehr und komplexere Anweisungen umfasst. Da RISC einfachere Anweisungen nutzt, ist im Allgemeinen eine längere Sequenz dieser einfachen Anweisungen erforderlich, um dieselbe Aufgabe auszuführen wie bei weniger komplexen Anweisungen in einem CISC-Computer. Der Nachteil besteht darin, dass einfache (effizientere) RISC-Anweisungen normalerweise schneller (mit einer höheren Taktrate) und in einer stark Pipeline-artigen Weise ausgeführt werden. Unser Überblick über die modernen ISA-Schlachten zeigt, dass die Tage von CISC im Wesentlichen vorbei sind.

IBM war vielleicht der erste Akteur, der sich mit RISC-Prozessorkonzepten beschäftigte, allerdings war die Arbeit von zwei verschiedenen Universitätsgruppen sichtbarer und damit wohl einflussreicher. Die Stanford-Gruppe wurde in MIPS kommerzialisiert, und Berkeley RISC wurde in SPARC kommerzialisiert.

Die SPARC-Versionen 7 und 8, die ersten beiden Versionen von SPARC, waren 32-Bit-Architekturen. Die Weiterentwicklung zu SPARC Version 9 sprang auf 64 Bit, behielt aber die Abwärtskompatibilität bei. Obwohl sie über 64-Bit-Register verfügten, funktionierten die alten 32-Bit-Befehle genauso wie in früheren Versionen. Es waren nur eine Handvoll neuer 64-Bit-Befehle erforderlich, die automatisch die oberen 32 Bit nutzten. Weitere Fortschritte in SPARC Version 9 nutzten Erkenntnisse aus vorhandenem Code, um Leistungsverbesserungen zu ermitteln. Dazu gehörten Cache-Prefetch, Behandlung von Datenfehlausrichtungen und bedingte Verschiebungen zur Reduzierung von Verzweigungen. Weitere wichtige Verbesserungen in SPARC Version 9 steigerten die Betriebssystemleistung. Dazu gehörten Befehlsprivilegien, Registerprivilegien und mehrere Trap-Ebenen.

Die Verbesserungen der SPARC-Version 9 wurden von SPARC International definiert, zu dessen Mitgliedern Sun Microsystems, Fujitsu, Texas Instruments, Cray, Ross und andere gehören. Sun war ein wichtiger Teil von SPARC International, aber sie machten es nicht im Alleingang.

Seit SPARC Version 9 konzentriert sich der Fortschritt hauptsächlich auf Multiprocessing, wobei Fujitsu immer noch SPARC-basierte Mainframes herstellt. SPARC ist außerdem offen und lizenzgebührenfrei geworden und hat im Embedded Computing Fuß gefasst. Einige haben sogar SPARC-Prozessoren auf kostengünstigen FPGAs synthetisiert.