[文章导读]
UltraSPARC Ⅳ处理器已经应用于SUN新的入门级、新的中档和高端服务器系统中，Sun公司正在以破记录的性能、应用吞吐量和系统利用率，将企业服务器市场带向一个全新的水平。
一、概述
2004年3月17日，Sun 公司在北京发布了新的Sun Fire系统，新的系统包括Sun Fire E2900、E4900、E6900、E20K和E25K等服务器。同时，Sun还发布了5个新的参考架构和解决方案，以响应客户加快部署、降低成本的需求。 此次Sun新的中档、高端系统首次采用了UltraSPARC Ⅳ多线程处理器和针对大吞吐量进行了优化的软件。
Sun 公司在2004年第三季度网络计算新品发布中推出了两款入门级新的采用UltraSPARC Ⅳ处理器的Solaris服务器系统：Sun Fire V490 和 Sun Fire V890。这两款系统使用了Sun具有突破性的芯片多线程(CMT)技术，可以在保持全部二进制兼容性的同时，在相同的物理配置水平下使应用吞吐量翻番。新的Sun Fire V890服务器确立了Sun在4路和8路服务器市场中的领导地位，交付了5万美元以下系统的最佳性价比。
Sun公司面临着来自IBM、HP、英特尔等公司的激烈竞争，UltraSPARC Ⅳ处理器已经应用于SUN新的入门级、新的中档和高端服务器系统中，Sun公司正在以破记录的性能、应用吞吐量和系统利用率，将企业服务器市场带向一个全新的水平。
二、SUN UltraSPARC IV处理器
UltraSparc IV使用了两个UltraSparc III核心，而且采用了与UltraSPARC III相同的Fireplane系统内部互连线路。因此它可以用来直接替换Sun Fire Server服务器中的UltraSPARC III而不必改变系统的其他配置，UltraSPARC Ⅳ目前仍然采用和UltraSPARC Ⅲ相同的生产制造工艺，只是在接口复用上重新设计，可以直接热交换原系统中的UltraSPARC Ⅲ系统板，直接获得性能的加倍。
UltraSPARC IV 系统框图
从框图中看到，两个处理器内核共享系统通道，系统总线带宽4.8GB/s，每个处理器可以得到2.4GB/s。与UltraSPARC III相同，UltraSPARC IV中每个内核可以支持16GB的带有chip-kill 4bit纠错技术的内存。虽然UltraSPARC IV的针脚数目增加了一些，但是仍然可以和当前的板卡兼容，所以它可以加入到现有的系统中去。
虽然UltraSPARC IV基本上是直接整合两个UltraSPARC III，但是还是做了一些改进。包括从硬件上提高浮点加法器的边缘处理能力（无效数据下溢的处理），以及对2KB的写入缓存进行细化增强。这两点改进的主要目的是提高处理器在某些技术计算和大工作量计算中的表现。
0.13μ UltraSPARC IV 内核
UltraSPARC IV总共有16MB的外部缓存，每个内核独享8MB----这与UltraSPARC III是相同的。因此这16MB缓存在逻辑上完全独立。由于外部缓存总容量的增加和检索线宽的减小（512B减至128B），外部缓存的Tag Ram尺寸增加至原先的8倍。最初的UltraSPARC IV处理器采用TI的0.13微米工艺制造，内核尺寸为355平方毫米，包含6千6百万个晶体管，有1.05GHz和1.2GHz两个版本。由于具有两个内核，UltraSPARC IV的功耗也将近翻了一倍，1.2GHz版本将达到100W左右，而目前的UltraSPARC III的峰值功率仅为53W。
在各种复杂的应用中经过数个月的测试表明，UltraSPARC Ⅳ性能出色，运行稳定性也一如UltraSPARC Ⅲ，毕竟是同一种核心下的产物。UltraSparc IV 处理器针对的主要是 Sun 的四路或更高端的服务器，其生命周期将延续到2006年。
Sun公司将采用0.09微米工艺生产下一代UltraSPARC IV处理器。除了降低功耗和提高工作频率以外，0.09微米的UltraSPARC IV还将调整数据管线，增加指令存取带宽，硬件与软件预取功能将得到增强。此外最明显的方面是，会增加L2缓存的容量，虽然还不确定具体的容量，不过很可能是在2～4MB之间。同时也将提供更大的L3缓存，并且这些缓存可以被各内核共享。从功能上看，0.09微米的UltraSPARC IV的性能可以达到UltraSPARC III的4倍以上，这对英特尔、IBM、AMD以及其它公司的产品产生了极大的竞争力。
新一代UltraSPARC Ⅳ+处理器采用了德州仪器公司的90毫微米的工艺技术，它通过扩展的高速缓存、功能与转移预测机制、增强的预取能力和新型的计算能力等新技术，将现有的UltraSPARC Ⅳ处理器的应用吞吐量翻了一番。此外，UltraSPARC Ⅳ+处理器还将一个新的3级高速缓存层，与一个快速片上2MB二级高速缓存和一个大型32MB片外三级高速缓存组合在一起。
这些新的特性还与更高的运行频率(起始为1.8 GHz)相结合，使UltraSPARC Ⅳ+比以往的UltraSPARC处理器有更高的吞吐量，大约是UltraSPARC Ⅳ处理器的每个线程性能的两倍。UltraSPARC Ⅳ+处理器采用了片上多线程技术(CMT)，通过多个运算(或称线程)的同时进行，继续执行Sun的吞吐量计算战略，以进一步提高系统的性能。同时，还有一组新的RAS(随机存取存储器)，使这一新的设计成为UltraSPARC系列处理器中最可靠的一员。
与UltraSPARC Ⅳ处理器一样，这第二代的UltraSPARC Ⅳ+处理器仍然保持了Sun系统传统的二进制兼容的特性，因此保护了客户在开发工具和应用软件方面的已有投资。Sun还向她的客户提供了使其系统性能和可靠性双升级的简易途径，系统的占地面积不变，电源功率和热包装仅有很小的变化。
三、SUN UltraSPARC IV服务器产品
1、入门级服务器
① Sun Fire V490
Sun Fire V490 服务器是实施 Sun 的企业数据中心技术成本最低的服务器。V490 服务器采用高密度机架优化式24英寸的深5-RU的封装设计，最大可配置4颗并行执行8个线程的UltraSPARC IV CMT处理器，以及多达32 GB内存，仅占用5个机架单元的空间。它采用业界领先的 Solaris 操作系统，充分发挥多线程/多处理器的优势，能够提供极高的吞吐量，满足部门和企业应用程序的需要。通过多线程技术，UltraSPARC IV 处理器的每块芯片都可运行两个线程。Sun Fire V490 服务器所提供的性能高达基于 UltraSPARC III 的 Sun Fire V480 服务器的两倍，而其占地面积和外形却与后者相同。其主要工作负载包括应用服务、业务处理、数据库服务、Web托管/内容交互，以及计算密集等工程和科学应用。
② Sun Fire V890
Sun Fire V890服务器以低端产品的价格提供企业级计算能力，它最大可配置8个并行执行16个线程的UltraSPARC IV CMT处理器，多达64 GB内存，为要求最苛刻的部门及企业应用提供了出色的吞吐率。凭借接近2 TB的内部存储潜力及标准网络支持，Sun Fire V890服务器能够以低于传统数据中心服务器的价格执行IT运作。每秒 9.6GB 的系统总线、集成的 I/O 适配器，以及9个PCI 插槽确保为应用服务、I/O密集和计算密集的工作负载提供一个高度可缩放的均衡系统。 Sun Fire V890 服务器的吞吐量是 V880服务器的两倍，以较少的数据中心空间为更多的用户提供更多的应用程序和服务，同时对现有的应用程序和技能投资提供保护。V890 服务器同早先的型号一样，提供全面的应用程序支持、极高的 RAS（可靠性/可用性/可维修性）以及部署简便性，但它们同时又向前迈出了一大步。V890平台是各类应用的理想系统，包括应用服务、业务处理、数据库服务、协作、高性能技术计算(HPTC)和应用开发等。
2、中端服务器
① Sun Fire E2900 服务器
Sun Fire E2900 服务器以入门级系统的价格提供企业级可用性和可伸缩性。 这种高性能的机架优化服务器可升级为使用 12 个采用同时执行 24 个计算线程的芯片多线程技术的 UltraSPARC IV 处理器，可达 96 GB 内存，热插拔处理器内存板、电源和风扇，可达 6 块 PCI 卡，是各种计算密集型应用的理想之选。 SunFire E2900 服务器允许在同一系统中混用并管理分别以各自速度运行的 UltraSPARC IV 和 UltraSPARC III 处理器，从而保护投资；还提供高级功能，如用于在应用程序运行时热插拔处理器/内存板的动态重新配置，以提高可用性。 此服务器还可以直接请求远程服务以优先获得支持，并且随 Java Enterprise System 预装一系列丰富的应用程序。 此服务器按照 Sun 客户就绪系统（Sun Customer Ready Systems ，CRS）计划提供，在工厂集成了针对具体客户的部署就绪型解决方案。
② Sun Fire E4900 服务器
Sun Fire E4900 服务器是非常适合于关键任务数据中心环境的高性能、高可用性中档数据中心服务器。 这种服务器可升级为使用 12 个采用同时执行 24 个计算线程的芯片多线程技术的 UltraSPARC IV 处理器，可达 192 GB 内存，可达2个故障隔离域，可达16个 PCI 卡，是需要最高性能和可用性的大型部门数据库、决策支持、客户关系管理以及高性能支持计算应用的理想之选。 通过完全硬件冗余、故障隔离动态系统域以及用于在应用程序运行时热插拔重要服务器组件的动态重新配置，提供高可用性。
③ Sun Fire E6900 服务器
Sun Fire E6900 服务器是高可用性中档服务器，可升级为使用 24 个采用同时执行 48 个计算线程的芯片多线程技术的 UltraSPARC IV 处理器。可达 192 GB 内存，可达 4 个故障隔离域，可达 32 个 PCI 卡，面向大数据库、数据挖掘或服务器整合。这种高性能、高可用性服务器提供两倍于当前基于 UltraSPARC III 的系统的计算能力，而占用空间不变并提供更低的整体拥有成本 (TCO)。
这款数据中心服务器是合并、数据仓库、决策支持以及高性能技术计算应用的理想之选。 通过完全硬件冗余、故障隔离动态系统域以及用于在应用程序运行时热插拔重要服务器组件的动态重新配置，提供高可用性。
3、高端服务器
① Sun Fire E20K
Sun Fire E20K 服务器是高性能的高端服务器，可升级为使用 36 个采用同时执行 72 个计算线程的芯片多线程技术的 UltraSPARC IV 处理器。平均每个域可达 288 GB 内存，支持 120 TB 以上的存储，可达 9 个动态系统域；这款非常稳固的服务器是中型迁移、合并、高性能技术计算及其它关键任务应用的理想之选。 通过完全硬件冗余、故障隔离动态系统域以及用于在应用程序运行时热插拔重要服务器组件的动态重新配置，提供高可用性。 允许在同一系统中混用并管理分别以各自速度运行的 UltraSPARC IV 和 UltraSPARC III 处理器，从而保护投资。 此服务器可以直接请求远程服务以优先获得支持，并且随 Java Enterprise System 预装一系列丰富的应用程序。 它还可以热升级为 Sun Fire E25K 服务器，采用无缝升级途径而不会中断服务。
② Sun Fire E25K
Sun Fire E25K 服务器显著地提高了系统性能，同样显著地降低了整体拥有成本。 由于采用 UltraSPARC IV 处理器和新型 hsPCI+ I/O 组件，可达 72 个 UltraSPARC IV 双线程处理器，单个域的内存超过 1/2 TB，支持 120 TB 以上的存储，可达 18 个动态系统域；Sun Fire E25K 服务器的计算能力几乎是之前的 Sun Fire 12K 系统的两倍，并且 I/O 吞吐量更大，而占用空间不变。 这使客户可以从多方面降低拥有成本。 对于现有的应用程序，客户可以在较小的域/服务器上部署或使用较少的处理器，从而降低前期成本、电源和冷却成本以及支持和维护成本。 这也使客户可以增加应用程序而不必像通常那样购买新容量。 另外，由于具有扩充的计算能力以及动态系统域，这些服务器是对成熟的、具有竞争力的系统或UltraSPARC II 系统进行服务器合并的极佳设备。
四、结束语
SUN服务器的处理器数量上相对其它品牌同档服务器来说要多许多，如SUN的入门服务器中竟然有一款（V890）可达8个处理器，而IBM、HP等其它品牌的入门级服务器通常在2路左右，至多是4个；在中档服务器中基本上都是在12个处理器以上的，最多可达24个处理器，而其它品牌的同档服务器则至多16个；在其高档服务器系列中，最少的也有36个处理器，最多的一款处理器数量竟高达106个，而其它品牌虽然理论上可远多于这个数，但实际中基本上都在48个以内，至多是72个。
SUN 新版的Solaris 10和采用UltraSPARC IV芯片的Sun Fire V490、Sun Fire V890的配合将会是Sun公司近期主要推广产品。在最新的Solaris 10操作系统帮助下，V890可以通过划分虚拟域的方式达到企业级别服务器的性能；而且UltraSPARC IV芯片的采用，使得无论是Sun Fire V490还是Sun Fire V890，均比起前代Sun Fire V480和Sun Fire V880超过一倍的计算内核，但是价格却基本持平，甚至更低。
SUN的中高档服务器为企业提供了一个具有可靠性，可扩展性和高稳定性的硬件支撑环境，保证服务平稳运行，具有良好的性价比以及有利于用户未来应用的扩展性。这主要体现在以下四个特性：首先新的服务器采用高性能的UltraSPARC IV处理器，并且随着CPU和内存的扩展，性能呈线性的增长；其次动态系统域技术为用户提供了非常灵活的，在线动态调整系统资源的功能；然后支持CPU混频和CPU热升级，最大限度保护了用户投资；最后Sun所有服务器都是基于一种体系结构，Solaris操作系统是世界上应用丰富的操作系统平台。
双核心处理器无疑是服务器处理器以后发展的一个方向，像桌面领域巨头Intel与AMD在双核技术上就拼得不可开交，Sun在90nm新款的UltraSPARC系列产品推出后，以后的双核产品就会与Fujitsu（富士通）合作，到时服务器双核心局面将会更有好戏可看。
UltraSparc IV芯片以及预期于明年推出的其第二代产品UltraSparc IV+芯片将是Sun公司计划在未来4年内推出的一系列新芯片的首款系列产品，Sun公司将在明年推出采用0.09微米工艺的UltraSparc IV+芯片之前，首先是对UltraSparc IV芯片的时钟速度进行提高。SUN能否东山再起，人们正拭目以待。
