![[RSS]](http://tweakimg.net/g/if/v2/icons/rss_small.png){kind=icon}
De UltraSparc T1 'Niagara'
Terug naar Sun: de processors van het bedrijf waren tijdens de dotcom-hype helemaal hip: er was bijna geen betere manier om indruk te maken op investeerders dan een 19"-rack goed gevuld met Enterprise- of Fire-servers. De laatste jaren moeten de Sparcs het echter steeds vaker afleggen tegen hun concurrenten, en dat heeft zich vertaald naar consequent dalende verkoopcijfers. In 2001 verkocht het bedrijf voor 6,9 miljard dollar Sparc-hardware, goed voor een aandeel van 13,7% in de totale servermarkt. In 2005 was bijna een derde van de omzet verdampt, ondanks het feit dat de pijn de laatste jaren iets is verzacht door de verkoop van x86-servers, waaronder de begin 2004 geïntroduceerde Opteron-lijn.
Sun was en is natuurlijk niet blij met deze trend, maar leek echter ook geen hoop meer te hebben om het rappe tempo waarmee anderen hun cores verbeteren bij te houden. Met het annuleren van de UltraSparc V - de evolutionaire opvolger van de huidige UltraSparc IV+ - werd de handdoek in de ring gegooid voor wat betreft singlethread prestaties. Deze radicale stap hield in dat Sun zijn toekomst als processorbakker inzette op Niagara, de codenaam van een ontwerp dat het in 2002 had verkregen tijdens de overname van Afara Websystems. Oorspronkelijk bedoeld om als netwerkprocessor te worden gebruikt, leunt dit product niet op een snelle core maar op een combinatie van CMT en CMP - Chip Multi-Threading en Chip Multi-Processing. Men noemt dit concept 'Throughput Computing' of tegenwoordig officieel 'CoolThreads Technology'. Om dit voor leken te illusteren gebruikt Sun de volgende analogie:
Natuurlijk hebben andere processorbakkers dezelfde trends gezien als Sun. De komst van multicores was dan ook al lang en breed voorspeld - en zelfs al deels uitgevoerd - voor Sun met zijn strategie de openbaarheid zocht. Het verschil is echter dat de rest het allemaal niet zo radicaal aanpakt: de concurrentie probeert nog steeds een middenweg te vinden tussen geavanceerde cores met goede singlethread prestaties, gekoppeld met een bescheiden duplicatie daarvan. Op dit moment zijn de meeste bedrijven het er over eens dat twee cores per socket voor het hier en nu wel prima is, hoewel de eerste quadcores ook al in zicht zijn. Sun heeft er echter geen gras over laten groeien, en is met het eerste product in de serie direct naar acht cores gesprongen.
De cores van de Niagara zijn relatief eenvoudig: op multithreading na wordt er op conceptueel niveau niet veel meer gedaan dan in een 486: er wordt maximaal één instructie per kloktik uitgevoerd en alles gebeurt precies in de volgorde waarop het binnenkomt. De multithreading is ook niet bijster geavanceerd: er wordt simpelweg iedere kloktik overgeschakeld naar de volgende van de maximaal vier actieve threads. Dit is een stuk eenvoudiger dan bijvoorbeeld HyperThreading (SMT), waarbij instructies uit meerdere threads tegelijk de pipeline in kunnen gaan. Door het ontwerp van de cores simpel te houden kunnen er echter wel acht stuks samen met een quad channel geheugencontroller én een gedeelde FPU op een chip worden geïntegreerd, zonder het stroomverbruik door het dak te jagen. De volledige specificaties, vergeleken met die van de Opteron, zijn als volgt:
Als we een paar - veel te oppervlakkige, maar desondanks illustrerende - rekensommen doen komen we op de volgende statistieken uit: de Niagara-processor heeft per core 48mm², 38 miljoen transistors en 10 watt nodig, terwijl de Opteron 97mm², 117 miljoen transistors en 48 watt per core opeist. Sun heeft dus echt een uniek ontwerp neergezet dat nauwelijks lijkt op zijn concurrenten. Het is zelfs de vraag of er nog wel van concurrenten gesproken kan worden: de T1 heeft een aantal eigenschappen die hem per definitie buitensluiten van een groot deel van de markt. Door een tekort aan FPU-kracht, de onmogelijkheid om meer dan één chip per moederbord te installeren en slechte singlethread prestaties vormt hij op veel gebieden geen bedreiging voor Intel, IBM of AMD. Wel zijn er een aantal specifieke gebieden waar de Niaraga uitblinkt, zoals Sun graag laat zien op zijn website. Ook legt het bedrijf veel nadruk op de prestaties per watt. Hoogste tijd dus om dit type server eens onder de loep te nemen, en te kijken hoe deze zich verhoudt tot een 'traditionele' Opteron-configuratie.
Sun was en is natuurlijk niet blij met deze trend, maar leek echter ook geen hoop meer te hebben om het rappe tempo waarmee anderen hun cores verbeteren bij te houden. Met het annuleren van de UltraSparc V - de evolutionaire opvolger van de huidige UltraSparc IV+ - werd de handdoek in de ring gegooid voor wat betreft singlethread prestaties. Deze radicale stap hield in dat Sun zijn toekomst als processorbakker inzette op Niagara, de codenaam van een ontwerp dat het in 2002 had verkregen tijdens de overname van Afara Websystems. Oorspronkelijk bedoeld om als netwerkprocessor te worden gebruikt, leunt dit product niet op een snelle core maar op een combinatie van CMT en CMP - Chip Multi-Threading en Chip Multi-Processing. Men noemt dit concept 'Throughput Computing' of tegenwoordig officieel 'CoolThreads Technology'. Om dit voor leken te illusteren gebruikt Sun de volgende analogie:
Waarbij het antwoord natuurlijk afhankelijk is van het aantal mensen dat mee moet.
Natuurlijk hebben andere processorbakkers dezelfde trends gezien als Sun. De komst van multicores was dan ook al lang en breed voorspeld - en zelfs al deels uitgevoerd - voor Sun met zijn strategie de openbaarheid zocht. Het verschil is echter dat de rest het allemaal niet zo radicaal aanpakt: de concurrentie probeert nog steeds een middenweg te vinden tussen geavanceerde cores met goede singlethread prestaties, gekoppeld met een bescheiden duplicatie daarvan. Op dit moment zijn de meeste bedrijven het er over eens dat twee cores per socket voor het hier en nu wel prima is, hoewel de eerste quadcores ook al in zicht zijn. Sun heeft er echter geen gras over laten groeien, en is met het eerste product in de serie direct naar acht cores gesprongen.
De cores van de Niagara zijn relatief eenvoudig: op multithreading na wordt er op conceptueel niveau niet veel meer gedaan dan in een 486: er wordt maximaal één instructie per kloktik uitgevoerd en alles gebeurt precies in de volgorde waarop het binnenkomt. De multithreading is ook niet bijster geavanceerd: er wordt simpelweg iedere kloktik overgeschakeld naar de volgende van de maximaal vier actieve threads. Dit is een stuk eenvoudiger dan bijvoorbeeld HyperThreading (SMT), waarbij instructies uit meerdere threads tegelijk de pipeline in kunnen gaan. Door het ontwerp van de cores simpel te houden kunnen er echter wel acht stuks samen met een quad channel geheugencontroller én een gedeelde FPU op een chip worden geïntegreerd, zonder het stroomverbruik door het dak te jagen. De volledige specificaties, vergeleken met die van de Opteron, zijn als volgt:
| Sun UltraSparc T1 | AMD Opteron (Revisie E) | |
|---|---|---|
| Cores | 8 | 2 |
| Threads per core | 4 | 1 |
| Procédé | 90nm | 90nm |
| Kloksnelheid | 1,0 - 1,2GHz | 2,2 - 2,6GHz |
| Aantal transistors | 300 miljoen | 233 miljoen |
| Grootte | 380mm² | 194mm² |
| Pipeline ontwerp | In-order | Out-of-order |
| Pipeline lengte (integer) | 6 stappen | 12 stappen |
| Pipeline lengte (float) | N.v.t. | 17 stappen |
| Max. instructies per klok | 1 | 3 |
| L1-cache (per core) | 8KB data, 16KB instructie | 64KB data, 64KB instructie |
| L2-cache | 3MB (gedeeld) | 2MB (1MB per core) |
| Geheugencontroller | 4x DDR2-533 (34,1GB/s) | 2x DDR400 (12,8GB/s) |
| Onderlinge communicatie | Interne crossbar (134GB/s) | HyperTransport (24GB/s) |
| Aantal pinnen socket | 1933 | 940 |
| TDP | 79W | 95W |
Als we een paar - veel te oppervlakkige, maar desondanks illustrerende - rekensommen doen komen we op de volgende statistieken uit: de Niagara-processor heeft per core 48mm², 38 miljoen transistors en 10 watt nodig, terwijl de Opteron 97mm², 117 miljoen transistors en 48 watt per core opeist. Sun heeft dus echt een uniek ontwerp neergezet dat nauwelijks lijkt op zijn concurrenten. Het is zelfs de vraag of er nog wel van concurrenten gesproken kan worden: de T1 heeft een aantal eigenschappen die hem per definitie buitensluiten van een groot deel van de markt. Door een tekort aan FPU-kracht, de onmogelijkheid om meer dan één chip per moederbord te installeren en slechte singlethread prestaties vormt hij op veel gebieden geen bedreiging voor Intel, IBM of AMD. Wel zijn er een aantal specifieke gebieden waar de Niaraga uitblinkt, zoals Sun graag laat zien op zijn website. Ook legt het bedrijf veel nadruk op de prestaties per watt. Hoogste tijd dus om dit type server eens onder de loep te nemen, en te kijken hoe deze zich verhoudt tot een 'traditionele' Opteron-configuratie.
Volgende pagina (Testkandidaten: T2000 en X4200 - 3/10)
