UltraSPARC — микропроцессор , разработанный Sun Microsystems и произведенный Texas Instruments , представленный в середине 1995 года. Это первый микропроцессор от Sun, реализующий 64-битную архитектуру набора инструкций SPARC V9 (ISA). Марк Тремблей был соавтором микроархитектуры.
UltraSPARC — это четырехвыпускной суперскалярный микропроцессор, который выполняет инструкции в порядке . Он включает в себя девятиступенчатый целочисленный конвейер .
Исполнительные блоки были упрощены по сравнению с SuperSPARC для достижения более высоких тактовых частот. Примером упрощения является то, что АЛУ не были каскадированы, в отличие от SuperSPARC, чтобы избежать ограничения тактовой частоты.
Файл регистров целых чисел содержит 32 64-битных записи. Поскольку SPARC ISA использует окна регистров , из которых у UltraSPARC восемь, фактическое количество регистров составляет 144. Файл регистров содержит семь портов чтения и три порта записи. Файл регистров целых чисел предоставляет регистры двум арифметико-логическим устройствам и устройству загрузки/хранения. Оба АЛУ могут выполнять арифметические, логические и сдвиговые инструкции, но только одно может выполнять инструкции умножения и деления.
Блок с плавающей точкой состоит из пяти функциональных блоков. Один выполняет сложения и вычитания с плавающей точкой, один умножает, один делит и извлекает квадратный корень. Два блока предназначены для выполнения инструкций SIMD, определенных набором визуальных инструкций (VIS). Файл регистров с плавающей точкой содержит тридцать два 64-битных регистра. Он имеет пять портов чтения и три порта записи.
UltraSPARC имеет два уровня кэша, первичный и вторичный. Есть два первичных кэша, один для инструкций и один для данных. Оба имеют емкость 16 КБ.
UltraSPARC требовал обязательного внешнего вторичного кэша. Кэш унифицирован, имеет емкость от 512 КБ до 4 МБ и имеет прямое отображение. Он может возвращать данные за один цикл. Внешний кэш реализован с синхронными SRAM, тактируемыми на той же частоте, что и микропроцессор, поскольку соотношения не поддерживались. Доступ к нему осуществляется через шину данных.
Он содержал 3,8 миллиона транзисторов. Он был изготовлен по технологии EPIC-3 компании Texas Instruments, 0,5 мкм комплементарному металл-оксид-полупроводник (КМОП) процессу с четырьмя уровнями металла. UltraSPARC не был изготовлен по технологии BiCMOS , поскольку Texas Instruments утверждала, что он плохо масштабируется до 0,5 мкм процессов и обеспечивает небольшое улучшение производительности. Процесс был усовершенствован на цифровом сигнальном процессоре (DSP) MVP компании TI с некоторыми отсутствующими функциями, такими как три уровня металла вместо четырех и размер элемента 0,55, прежде чем он был использован для изготовления UltraSPARC, чтобы избежать повторения проблем изготовления, возникших с SuperSPARC .
UltraSPARC упакован в пластиковый шариковый корпус с 521 контактом (PBGA).