울트라스팍 T2

썬 마이크로시스템즈의 울트라스팍 T2(UltraSPARC T2) 마이크로프로세서는 멀티스레딩, 멀티 코어 CPU이다. 이는 SPARC 계열에 속하며 울트라스팍 T1의 후속작이다. 이 칩은 코드명인 Niagara 2로도 알려져 있다. 썬은 2007년 10월부터 T2 프로세서가 탑재된 서버를 판매하기 시작했다.

울트라스팍 T2

생산	2007
설계 회사	썬 마이크로시스템즈
주요 제조사	텍사스 인스트루먼트
최대 CPU 클럭 속도	1.2 GHz ~ 1.6 GHz
명령어 집합	SPARC V9
코어	4, 6, 8
코어 명칭	S2
이전 모델	울트라스팍 T1
후속 모델	SPARC T3

새로운 기능

T2 마이크로프로세서 평면도

T2는 컴퓨터, 스토리지 및 네트워킹 장치의 인터넷 워크로드를 대상으로 하는 울트라스팍 시리즈 마이크로프로세서의 상업적 파생 제품이다. 65 nm 공정으로 제조된 이 프로세서는 8개의 CPU 코어를 탑재하고 있으며, 각 코어는 8개의 스레드를 동시에 처리할 수 있다. 따라서 이 프로세서는 최대 64개의 동시 스레드를 처리할 수 있다. 다른 새로운 기능은 다음과 같다.^[1]

• 각 스레드의 속도 향상 (1.2 GHz에서 1.6 GHz로 주파수 증가)
• T1의 JBus 인터페이스 대신 하나의 PCI 익스프레스 포트 (x8 1.0)
• 패킷 분류 및 필터링 기능이 있는 두 개의 Sun Neptune 10기가비트 이더넷 포트 (T2 프로세서에 내장)
• L2 캐시 크기가 3MB에서 4MB로 증가 (8뱅크, 16방향 연관)
• 더 높은 단일 스레드 성능을 달성하기 위한 개선된 스레드 스케줄링 및 명령어 프리페치
• 코어당 하나의 ALU 대신 두 개의 정수 ALU (각각 4개의 스레드 그룹이 공유)
• 전체 칩에 단 하나의 FPU가 있던 것과 달리 코어당 하나의 부동소수점 장치
• DES, 트리플 DES, AES, RC4, SHA1, SHA256, MD5, RSA-2048, ECC, CRC-32를 지원하는 8개의 암호화 엔진
• 하드웨어 난수 생성기
• 4개의 듀얼 채널 FBDIMM 메모리 컨트롤러

코어 파이프라인

정수 연산에 대한 단계는 T1의 6단계에서 8단계로 늘어났다.

프로세서	단계
T1의 파이프라인	Fetch	${\displaystyle \longrightarrow }$	Thread Selection	Decode	Execute	Memory Access	${\displaystyle \longrightarrow }$	Writeback
T2의 파이프라인	Fetch	Cache	Thread Selection	Decode	Execute	Memory Access	Bypass	Writeback

시스템

방열판으로 덮인 울트라스팍 T2 프로세서가 장착된 Sun Enterprise T5120 메인보드

T2 프로세서는 썬과 후지쯔 컴퓨터 시스템의 다음 제품에서 찾아볼 수 있다.

• 썬/후지쯔/Fujitsu Siemens SPARC Enterprise T5120 및 T5220 서버
• Sun Blade T6320 서버 모듈
• Sun Netra CP3260 블레이드
• Sun Netra T5220 랙마운트 서버

썬은 T2 프로세서를 Themis Computer에 라이선스하여 2008년에 최초의 비 썬 T2 기반 서버를 출시했다.

• Themis T2BC 블레이드 서버, IBM BladeCenter 섀시 전체 제품군 지원^[2]

울트라스팍 T2 플러스

2008년 4월, 썬은 울트라스팍 T2 플러스 프로세서 기반의 서버를 출시했는데, 이는 울트라스팍 T2의 SMP 가능 버전이다.^[3]

썬은 다음 변경 사항을 포함하여 울트라스팍 T2 플러스 프로세서를 출시했다.

• 2개 또는 4개 프로세서 구성으로 사용 가능 (멀티프로세서 기능을 갖춘 최초의 CoolThreads 프로세서)
• 온칩 내장 10기가비트 이더넷 컨트롤러 상실

T2 플러스 시스템

울트라스팍 T2 플러스 프로세서는 썬과 후지쯔 컴퓨터 시스템의 다음 제품에서 찾아볼 수 있다. 양방향 SMP 서버:

• 썬/후지쯔/후지쯔 지멘스 SPARC Enterprise T5140
• 썬/후지쯔/후지쯔 지멘스 SPARC Enterprise T5240

사방향 SMP 서버:

• 썬/후지쯔/후지쯔 지멘스 SPARC Enterprise T5440

컴퓨팅 클러스터

캐나다의 High Performance Computing Virtual Laboratory는 78대의 Sun SPARC Enterprise T5140 서버를 사용하여 컴퓨팅 클러스터를 구축했다. 각 T5140 서버에 두 개의 1.2 GHz T2 Plus 칩이 장착된 이 클러스터는 거의 10,000개의 컴퓨팅 스레드를 가지고 있어 높은 처리량 워크로드에 이상적이다.^[4]

가상화

T1과 마찬가지로 T2는 하이퍼-특권 실행 모드를 지원한다. SPARC 하이퍼바이저는 이 모드에서 실행되며 T2 시스템을 64개의 논리 도메인으로 분할할 수 있고, 양방향 SMP T2 Plus 시스템을 128개의 논리 도메인으로 분할할 수 있으며, 각 도메인은 독립적인 운영 체제 인스턴스를 실행할 수 있다.

T1 대비 성능 향상

울트라스팍 T2는 이전 울트라스팍 T1 프로세서에 비해 다양한 성능 향상을 제공한다.

• 정수 처리량 및 처리량/와트 (2배 이상 향상)
• 정수 단일 스레드 성능 (1.4배 이상 향상)
• 더 나은 부동 소수점 처리량 (10배 이상 향상)
• 더 나은 부동 소수점 단일 스레드 성능 (5배 이상 향상)
• 내장된 암호화 코어에 포함된 추가 암호화를 통한 암호화 성능 향상
• 78.5 SPECint_rate2006 및 62.3 SPECfp_rate2006 테스트를 기반으로 한 두 가지 세계 기록 단일 칩 SPEC CPU 결과

다른 울트라스팍 T2 성능 관련 튜닝은 오라클 엔지니어 블로그에 문서화되어 있다.^[5]

전력 소비

최대 전력 소비는 123 와트에 달할 수 있지만, T2는 일반적으로 공칭 시스템 작동 중 95와트를 소비한다. 이는 T1의 72와트에서 증가한 수치이다. 썬은 이는 칩에 대한 시스템 통합 정도가 높아졌기 때문이라고 설명한다.

출시 역사

2006년 4월 12일, 썬은 울트라스팍 T2의 테이프 아웃을 발표했다.^[6] 썬은 2007년 8월 7일 T2 출시를 발표하며 이를 "세계에서 가장 빠른 마이크로프로세서"라고 홍보했다.^[7]

2008년 4월 9일, 썬은 울트라스팍 T2 플러스를 발표했다.

오픈 디자인

2007년 12월 11일, 썬은 오픈스팍 프로젝트를 통해 GNU 일반 공중 사용 허가서에 따라 울트라스팍 T2 프로세서 설계를 공개했다. 공개된 내용은 다음과 같다.

• 설계의 베릴로그 RTL 소스 코드
• 검증 환경
• 진단 테스트
• 설계를 시뮬레이션하는 데 필요한 오픈 소스 도구, 스크립트 및 썬 내부 도구
• ISA 사양 (울트라스팍 아키텍처 2007)
• 솔라리스 10 OS 시뮬레이션 이미지