SPARC（即可扩展处理器架构 Scalable Processor Architecture），是一种基于 RISC（精简指令集计算机）原则构建的指令集架构（ISA）。它由 Sun Microsystems 于 1987 年设计，其第一款处理器包含一个 32 位整数单元，并实现了 32 位、64 位和 128 位的浮点运算。该结构的设计重点在于提升编译器的能力以及流水线的速度。在本文中，我们将深入探讨 SPARC 的技术细节。
SPARC 的历史
SPARC 架构的根源可以追溯到伯克利，那里确立了 RISC 设计的基础。该项目于 1987 年中期在 Sun Microsystems 公司启动，该系统最早由 Sun Microsystems 公司和富士通有限公司于 1986 年对外公布。后来，该架构被移交给 SPARC International 进行进一步开发，SPARC International 是一个行业协会，负责监督 SPARC 配置的管理、许可、商标以及一致性测试。
SPARC 旨在成为一个开源平台，允许个人和公司使用及修改其架构，使其应用尽可能多样化。在 Sun 的 Solaris 系统上，通常也运行着 UNIX System V。
SPARC 的重大修订版本：
- SPARC-V7 (1986): 最初的 Pentium 微处理器是作为一种 32 位架构出现的。
- SPARC-V8 (1992): 增强型 32 位架构。
- SPARC-V9 (1993): 向 64 位架构的转型。
- UltraSPARC (1995): SPARC-V9 架构的简化和改进版本。
SPARC 的主要特点
- 开源: SPARC 为个人提供了许可的灵活性，并允许任何人使用 SPARC 架构来配置自己的解决方案。
- 性能与经济性: 使用较少的晶体管，却能解耦并提供更多的指令集。
- 可扩展性: SPARC 结构在成本和容量上都具有适应性。能够灵活地集成缓存、内存和浮点运算单元（FPU）。
- 兼容性: SPARC 架构在代与代之间提供了完全的兼容性，就像基于 SPARC 实现的全系列产品一样。
- 多功能性: SPARC 架构提供了广泛的商业、技术、航空航天和军事等领域的应用。
- 面向对象: 面向对象编程的特性在 SPARC 中占主导地位。
SPARC 的优势
- 简单且强大: SPARC 架构非常易于理解，能够轻松为实际任务提供良好的性能。
- 高效率: 新型 SPARC 系统的总体未缩减的“每瓦性能比”比其他类型的架构高出 60%-85%。
- 可扩展性: 这些基于 SPARC 的 Sun 服务器具有可扩展性和灵活性，在 Solaris 上提供更好的性能，并且具有高可靠性。
- 多线程: SPARC-V9 架构中多线程的增强有助于实现每个核心超过一个线程，从而实现高 CPU 活动率。
SPARC 的劣势
- 小众使用: 与 Java 不同，SPARC 主要用于计算研究和合作推广，并未广泛用于教育实践，仅由开发人员和计算机架构师用于设计和实现服务器。
- 开放架构的风险: 在某些情况下，这种漏洞可能被滥用，因为使用该软件无需付费，而这正是 SPARC 起初兴起的原因。
结论
对于基于 RISC 的计算系统而言，SPARC 架构在提升方案速度和范围方面发挥了重要作用。尽管关于其在教育架构中的使用尚存争议，但对于从事服务器应用和内核级编程的开发人员来说，SPARC 仍然是一个重要的架构。由于其使用的灵活性以及针对不同商业、技术和军事用途的可修改源代码，这一地位至今未变。