«Открытые системы»
Sun Microsystems знакомит с микропроцессором UltraSPARC T2
Первый многопоточный микропроцессор семейства UltraSPARC T, получивший известность под кодовым именем Niagara 1, был выпущен в прошлом году. Его встретили с интересом: у пользователей появилась возможность получить машину, аналогичную по своей комплектации многопроцессорному серверу Sun Fire E10K, но на одном кристалле и в 50 раз более производительную. Однако, как отметил Павел Анни, менеджер по маркетингу продуктов Sun Microsystems, наличие в Niagara 1 единственного модуля работы с вещественными числами было узким местом при выполнении операций с плавающей запятой.
С другой стороны, системы на UltarSPARC T1 и не предназначались для сектора высокопроизводительных вычислений, а были ориентированы на выполнение транзакционных задач и Internet-приложений. Многопоточная структура процессора Niagara 1 продемонстрировала свои преимущества при работе с программным обеспечением, интенсивно использующим потоки, в частности, с Web-приложениями. Данный процессор эффективно работает с программным обеспечением для набора инструкций SPARC 9 под управлением операционной системы Sun Solaris, которая широко использует многопоточность и предоставляет развитый API-интерфейс параллельных приложений.
Как подчеркнул Анни, UltraSPARC T2 — следующий шаг в реализации стратегии многопотоковых вычислений Sun, направленной на создание линейки серверов на кристалле.
UltraSPARC T2, как и его предшественник, имеет восемь ядер; его тактовая частота — 1,4 ГГц. Однако каждое ядро включает в себя два четырехпоточных конвейера, то есть общее число потоков возросло до 64. Учитывая, что в процессоре имеется два порта 10G Ethernet и восемь каналов PCI-Express, то в результате на одном кристалле размещается до 64 независимых систем — по сути, сервер на кристалле. Увеличение числа потоков создает большую нагрузку на кэш-память всех уровней, поэтому в микропроцессоре предусмотрено восемь банков кэш-памяти по 512 Кбайт. Создатели новых процессоров, полагая, что общая пропускная способность системы памяти влияет на производительность процессора больше, чем емкость кэша, в основном стремились к повышению общей пропускной способности системы памяти.
У каждого ядра UltraSPARC T2 имеется свой блок работы с вещественными числами, благодаря чему пропускная способность подсистемы операций с плавающей запятой стала соответствовать практическим потребностям большинства современных приложений. В целом при той же тактовой частоте, что и у его предшественника, UltraSPARC T2 продемонстрировал почти двукратное увеличение производительности по тестам SPEC (SPECint_rate2006 78,3; SPECfp_rate2006 62,3). Учитывая, что большее количество потоков требует более сложного механизма переключения, прирост производительности следует отнести на счет различных архитектурных улучшений.
Показатели энергопотребления T2 выглядят впечатляюще — процессор обеспечивает вдвое большую производительность на каждый затраченный ватт по сравнению с предыдущей моделью. Энергопотребление на холостом ходу составляет 60 Вт, номинальное — 95 Вт, или примерно 1,5 Вт на поток (для сравнения, Xeon 5300 на четыре потока расходует 30 Вт). Так что Niagara 2 можно рассматривать как платформу для построения недорогих серверов, способных параллельно обрабатывать множество потоков.
В компании недавно создано отдельное подразделение Sun Microelectronics, которое занимается разработкой микропроцессоров, включая поставки партнерам Sun. Ориентировочная цена UltraSPARC T2 составляет 1 тыс. долл. в партии в тысячу штук. Среди потребителей этого микропроцессора поставщики встроенных систем: индустрия развлечения, мобильные устройства, стационарное оборудование для сотовой связи и т. п.
В первой половине следующего года Sun Microelectronics планирует выпустить процессор Victoria Falls — вариант Niagara для многопроцессорных систем. Также в 2008 году появится процессор Rock, который тестируется с середины марта. Ниша применений этого многопотокового процессора — традиционные приложения, работающие на многопроцессорных серверах (впрочем, называть это «нишей» трудно, во всяком случае, ниша достаточно обширная). Все, что хорошо работает на Sun Fire или SPARC Enterprise, будет так же работать на Rock. Разница в размерах, в надежности и потребляемой мощности и, соответственно, в стоимости эксплуатации. Rock будет иметь множество интересных архитектурных новшеств (Scout Threading, Execute Ahead и т. п.), обещающих повысить его однопотоковую производительность, в том числе и на вычислительных задачах. Следует отметить, что, в отличие от ряда альтернативных технологий, заказчик сразу получит систему для решения своих задач, а не набор опций корпоративного уровня, обычно сильно удорожающих продукт и толкающих сегодня пользователей на создание собственными силами недорогих многопроцессорных систем на базе архитектуры х64.
