Грандиозный перелом в развитии SPARC произошел в 1995 году, когда была разработана 64-разрядная версия (версия 9) с адресами и регистрами по 64 бит. Первой рабочей станцией с такой архитектурой стал процессор UltraSPARC I, вышедший в свет в 1995 году. Он был полностью совместим с 32-разрядными версиями SPARC, хотя сам был 64-разрядным.
В то время как предыдущие машины работали с символьными и числовыми данными и были приспособлены для выполнения программ уровня текстовых процессоров и редакторов электронных таблиц, UltraSPARC с самого начала был предназначен для работы с изображениями, аудио, видео и вообще мультимедиа. Среди нововведений, помимо 64-разрядной архитектуры, появились 23 новые команды, в том числе команды для упаковки и распаковки пикселов из 64-разрядных слов, масштабирования и вращения изображений, перемещения блоков, а также для компрессии и декомпрессии видео в реальном времени. Эти команды назывались VIS (Visual Instruction Set — набор команд для работы с визуальными данными) и предназначались для поддержки мультимедиа. Они были аналогичны ММХ-командам.
Процессор UltraSPARC предназначался для веб-серверов с десятками процессоров и физической памятью до 2 Тбайт (1 терабайт = 1012 байт). Тем не менее некоторые версии UltraSPARC могут использоваться и в ноутбуках.
За UltraSPARC I последовали UltraSPARC II, UltraSPARC III и UltraSPARC IV. Эти модели отличались друг от друга по скорости, и у каждой из них появлялись какие-то новые особенности. Рассуждая об архитектуре SPARC в последующих главах этой книги, мы будем в основном иметь в виду 64-разрядную версию процессора UltraSPARC III Си (версия 9). Модель UltraSPARC IV представляет собой двухпроцессорный комплекс, где два процессора UltraSPARC III размещены на одной микросхеме с общим кэшем. Мы вернемся к этой модели в главе 8, посвященной мультипроцессорным системам.
Знакомство с микросхемой 8051
Третий пример разительно отличается и от первого (Pentium 4 для персональных компьютеров), и от второго (UltraSPARC III для серверов). Микросхема 8051 применяется во встроенных системах. Ее история началась в 1976 году — к тому моменту уже в течение двух лет на рынке доминировала 8-разрядная модель 8080. Производители бытовых устройств к тому времени практиковали разработку приборов под управлением 8080, однако для этого требовался процессор 8080, один или несколько модулей памяти и, опять же, одна или несколько микросхем ввода-вывода. Совокупная стоимость трех (как минимум) микросхем и затраты, связанные с их соединением, были весьма велики, в связи с чем эти решения применялись только в сложных и дорогих устройствах. Таким образом,
со стороны производителей бытовых приборов сформировался спрос на микросхемы, совмещающие блоки процессора памяти и ввода-вывода, который компания Intel не замедлила удовлетворить.
В результате появилась модель 8748 — микроконтроллер на основе 17 ООО транзисторов, состоящий из процессора наподобие 8080, постоянной памяти емкостью 1 Кбайт для размещения программы, оперативной памяти на 64 байт для размещения переменных, 8-разрядного таймера и 27 шин ввода-вывода, управляющих переключателями, кнопками и световыми индикаторами. Несмотря на вопиющую простоту выполнения, микросхема пользовалась коммерческим успехом, что побудило Intel выпустить в 1980 году новую модель — 8051. В ней были предусмотрены 60 000 транзисторов, значительно более быстрый, чем в 8748, процессор, 4 Кбайт постоянной и 128 байт оперативной памяти, 32 шины ввода-вывода, последовательный порт и два 16-разрядных таймера. Вскоре вышли и другие модификации микросхемы, сформировавшие семейство микроконтроллеров MSC-51 (табл. 1.5).