História da arquitetura de CPU SPARC

[RetroBytes] apresenta muito bem a curiosa história da arquitetura do processador SPARC. SPARC, abreviação de Scalable Processor Architecture, definiu alguns dos processadores RISC de maior sucesso comercial durante as décadas de 1980 e 1990. O SPARC foi inicialmente desenvolvido pela Sun Microsystems, que a maioria de nós associa ao SPARC, mas enquanto a maioria das arquiteturas de computador são controladas por uma única empresa, o SPARC foi defendido por dezenas de jogadores. A história do SPARC não é simplesmente a história da Sun.

Um projeto de computador com conjunto de instruções reduzido (RISC) é baseado em uma arquitetura de conjunto de instruções (ISA) que executa um número limitado de instruções mais simples do que um computador com conjunto de instruções complexo (CISC) baseado em um ISA que compreende instruções cada vez mais complexas. Com o RISC aproveitando instruções mais simples, geralmente é necessária uma sequência mais longa dessas instruções simples para completar a mesma tarefa que menos instruções complexas em um computador CISC. A desvantagem é que as instruções RISC simples (mais eficientes) geralmente são executadas mais rapidamente (com uma taxa de clock mais alta) e em um modo altamente pipeline. Nossa visão geral das batalhas modernas da ISA mostra como os dias da CISC essencialmente terminaram.

A IBM pode ter sido o primeiro participante a explorar os conceitos do processador RISC, no entanto, o trabalho de dois grupos universitários diferentes foi mais visível e, portanto, indiscutivelmente mais influente. O grupo Stanford comercializou para MIPS e Berkeley RISC comercializou para SPARC.

As versões 7 e 8 do SPARC, as duas primeiras versões do SPARC, eram arquiteturas de 32 bits. A evolução para SPARC versão 9 saltou para 64 bits, mas preservou a compatibilidade com versões anteriores. Embora tivessem registradores de 64 bits, as instruções legadas de 32 bits operavam de forma idêntica às das versões anteriores. Apenas um punhado de novas instruções de 64 bits foram necessárias e elas fizeram uso automático dos 32 bits superiores. Outros avanços no SPARC Versão 9 exploraram o conhecimento do código existente para identificar melhorias de desempenho. Isso incluía pré-busca de cache, tratamento de desalinhamento de dados e movimentos condicionais para reduzir ramificações. Outras melhorias importantes no SPARC Versão 9 aumentaram o desempenho do sistema operacional. Estes incluíam privilégios de instrução, privilégios de registro e vários níveis de trap.

As melhorias do SPARC Versão 9 foram definidas pela SPARC International, cujos membros incluem Sun Microsystems, Fujitsu, Texas Instruments, Cray, Ross e outros. A Sun era uma parte significativa da SPARC International, mas não agiu sozinha.

Desde a versão 9 do SPARC, o progresso concentrou-se principalmente no multiprocessamento, com a Fujitsu ainda fabricando mainframes baseados em SPARC. SPARC também se tornou aberto e livre de royalties e encontrou uma base na computação embarcada. Alguns até sintetizaram processadores SPARC em FPGAs baratos.