Материал опубликован - 24/04/2000

Введение

Корпорация Transmeta, основанная в 1995 году в Санта Кларе, Калифорнии, недавно выпустила два новых процессора. Они были выпущены с намерением "захватить" весь мир портативных компьютеров. Эти процессоры x86 совместимые: Crusoe TM3120 и TM5400 VLIW (Very Long Instruction Word)

Что же в нем такого выдающегося?

Он заключает в себе супер современную и отличную от нынешней архитектуру и способен обрабатывать любые x86 приложения. Питание к нему подается системой управления питанием Long Run, а его частота достигает 700 MH. Немного о деталях:

Основное

Существует две модели процессора Crusoe:

TM3120

TM3120 предназначен для мобильных и web приборов, работающих на любых машинах, работающих под Linux. Этот процессор имеет тактовую частоту от 333 МГц до 400 МГц. Его особенности 64 KB L1 инструктивной памяти и 32 KB L1 рабочей кэш памяти. TM3120 уже в производстве.

TM5400

TM5400 предназначен, как для мало оснащенных, так и для полностью оснащенных мобильных ПК под Windows. Его тактовая частота колеблется от 500 МГц до 700 МГц. Его особенности: 64 KB L1 инструктивной кэш памяти, 64 KB L1 рабочей кэш памяти и 256K L2 кэш памяти на чипе. Он поддерживает 66МГц b 133МГц DSRAM (Suoer Dinamic RAM). Так же как и 100МГц и 166МГц DDR (Double Date Rate) SDRAM. TM5400 сейчас готовиться к тестированию и выйдет на конвейер в середине 2000 года.

Crusoe выпускается подразделением по микроэлектронике корпорации IBM основываясь на технологии 0.22 микрон. Оба чипа имеют интегрированный Северный Мост, который обычно распологается отдельным чипом на материнской плате. Интегрированный Северный Мост обеспечивает CPI интерфейс, контроллер памяти, и серийный порт вход-выход для считывания с ROM памяти.

Анализ работы.

Для производства обеих версии используется кремний в очень малых количествах что удешевляет продукт. Пользователям ТМ3120 не важна скорость, поэтому L2 кэш не нужен. Однако для покупателей 5400 скорость имеет огромное значение следовательно возрастает необходимость встроенного L1 и L2 кэша.

Встроенный Северный Мост позволяет изготовителю комплектного оборудования сэкономить не только на пространстве компьютера но и на цене. Это помогаете производителю сосредоточить свое внимание на системе управления питанием.

Поддержка памяти DDR SDRAM в процессоре ТМ5400 показывает, что Transmeta смотрела в будущее когда задумывала Crusoe. Не долго придется ждать пока DDR SDRAM станет хитом на мобильном рынке.

Но кое что отсутствует в характеристиках Crusoe. Три буквы: AGP. Встроенный Северный Мост не поддерживает AGP, только PCI. В то время как на данный момент доступно огромное количество графических чипсетов PCI, через шесть месяцев выбор сузится и скорости будут ниже чем у ново спроектированных AGP. Видео рынок оставляет PCI сейчас и Transmeta заранее обрекла первое поколение чипов крусcо на недолгую жизнь в связи с низкой производительностью видео интерфейса.

Новейшие технологические решения Crusoe

Что выделяет Crusoe от других это то, что этот процесор работает с полным пакетом инструкций х86, включая ММХ. Пока Transmeta называет свою технологию кодовой трансформацией, а остальные просто эмуляцией, Crusoe "трансформирует" простое старое х86 программное обеспечение в собственные команды Crusoe. Transmeta заявляет, что использование сложного программного обеспечения, буферов и регистров призвано обеспечивать быструю работу. CPU Crusoe способен обрабатывать команды х86 быстрее, чем остальные процессоры (не путайте слово "обработка" со словом "работа", так как работать он будет бестрее, если наберее еще чуточку мегагерцев :). Но все же теоритически этот процессор должен обойти процессор скажем класса Pentium (после небольших технических дороботок в ядре), если сравнивать эти два процессора с одинаковыми номинальными тактовыми частотами, но увы, да ах - его технологический процесс производства 0,22 микрон не дает ему "разогнаться".

Для того, чтобы Crusoe транслировала (обрабатывала) инструкции x86, Лайнус Тровальдс (Linus Тorvalds), знаменитый созданием первой операционной системы Linux разработал транслятор для кодовых трансформаций.

В некоторых случаях, возможно чтобы двадцать х86 команд перевести в десять команд Crusoe. Данные запоминаются для использования далее в задачах с определенной последовательностью. Представитель Transmeta даже заявил, что кодирующий софт на оригинальном коде Crusoe будет хуже пока кодовая трансформация будет применяться к инструкциям х86.

Трансформирующий софт загружается во флэш память во время первой загрузки Crusoe. Переведенный код и сама трансформирующая программа находится в 16 Мб системной памяти, памяти которая невидима для программ х86.

Однажды загруженная трансформирующая программа делает VLIW архитектуру Crusoe незаметной для всех х86 приложений и устройств. Поэтому почти все х86 OS, включая Windows, Linux и BeOS идут на Crusoe. Поддержка х86 настолько прозрачна что даже древние BIOS-ы и Южный Мост чипы могут быть использованы.

Преимущества.

В соответствии с информацией Transmeta о Crusoe - это ПО и аппаратное обеспечение в одном. Имея набор команд на софт, Transmeta разработала небольшой по размерам, мало греющийся центральный процессор. "Transmeta ушал от жары".

Благодаря наличию интегрирующих программ между CPU и другим софтом, Transmeta может позволить себе быть более внимательными к разработке чипов, и не беспокоиться о совместимости.

Они могут делать радикальные изменения в архитектуре чипа которые никак не отразятся на его совместимости с программами х86. Transmeta может исправлять ошибки программы и модернизировать ее путем докачки из Интернета.

Идея кодовой трансформации и интегрирующих программ по меньшей мере интересна. Представитель компании Transmeta утверждает, что через пять лет все производители процессоров будут использовать подобную архитектуру. Даже сейчас процессор Интел IА-64 использует набор команд ЕРIС который очень похож на VLIW.

Будет ли кодовая трансформация перенята это мы увидим. Но в данный момент мы не видим причин для того чтобы компаниям Интел и АМД не перенять "продвинутые" новшества Трансметы или хотябы взять на заметку.

Мы были скептичны к заявлению Трансметы о том, что оригинальный код Crusoe хуже. Может он бы стал и лучше если Транамета разработала бы оригинальные компиляторы.

Управление режимом электропитания

Crusoe использует только 1-2 Ватта электроэнергии при сложных цифровых операциях таких как проигрывание DVD. При выполнении задач которые требуют гораздо меньших затрат электроэнергии, Crusoe способен сам регулировать потребление в частности снижать его вплоть до 10-20 милливатт. Это позволяет прибору с чипом Crusoe и системой управления электропитанием работать гораздо дольше без подзарядки аккумуляторов.

Так, если вы играете, в игру Pong на вашем Crusoe, и Pong-у требуется только 40 % той энергии, которую ваш ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ПРОЦЕССОР может обеспечить, то устройство "почувствует" это и установит потребление на уровне 40 %, таким образом экономя энергию батареи.

Transmeta утверждает что мощность должна снижаться со снижением тактовой частоты, поэтому энергосбережение при работе с тактовой частотой равной 40% от возможного составляет больше чем 60%

Для сравнения, Pentium III 400 Мгц потребляет приблизительно 7,5 ватт. Тогда, когда требуется меньше электроэнергии, процессор просто циклически изменяет мощность но не может полностью приспособиться для выполнения текущей задачи.

Итак если вы играете в тот же ПОНГ на Pentium III и для корректной работы программы требуется 40% мощности процессора и вы находитесь в режиме жесткой экономии то процессор по всей видимости будет циклически повышать и понижать мощность. В большинстве случаев это срабатывает. Однако иногда при выполнении задач в режиме реального времени программа обращается к процессору во время спада мощности что создает проблемы.

Альтернатива это конечно использовать процессор на полную мощность для спокойного выполнения всех операций до полного истощения батареи. Но для Pentium III есть другой выход - speed step технология - которая позволяет снижать мощность по мере истощения батарей, но этот механизм действует не постоянно в отличии от Crusoe.

Энергосберегающие технологии и совместимость со всеми х86 приложениями являются одними из сильных сторон Crusoe. На наш взгляд будущее за процессорами именно с такими функциями.

Сегодняшние, Windows CE web-браузеры все еще далеко позади тех, что были на x86 операционных системах. Web-браузеры с поддержкой x86 может получить признание стандарта и были бы способными обрабатывать мультимедиа, которое остается недоступным для Windows CE.

Однако, на рынке портативных компьютеров перспективы Crusoe не такие уж и радужные. Дело в том, что сейчас весь деловой мир отдает предпочтение "полновесным" компьютерам где система управления электропитанием не играет большого значения.

Transmeta также испытает немалые трудности с внедрением лэптопов в компании тем более что они еще не проверены временем.

И еще давайте не будем забывать о планах AMD в области разработки нового покаления процессоров для лэптопов, в которых кстати будет использоваться подобная технология - gemini. К тому же не все Crusoe одинаково "быстры". При частоте 700 МГц их фактическая скорость вряд ли превысит скорость Pentium III 500 МГц.

Все же на данный момент, при том, что многое все еще остается туманным, мы рекомендуем Pentium III 500 МГц. Здоровый скептицизм.

Несколько пунктов настораживают нас:

Во-первых, утверждение Трансметы о том, что система трансформации работает медленно только при первом запуске ввиду оптимизации подозрительно. Дело в том, что программа все еще остается в процессе доработки, поэтому объективно судить сейчас нельзя.

Во вторых, подозрительно то, что представители Трансметы устроили лекцию по поводу различных испытаний Crusoe. Однако они объяснили некоторые причины, часть из которых нам кажется весомыми.

Например, то что Crusoe требует особых испытаний из-за того что он в большей степени предназначен для лэптопов. К тому же они сказали, что система трансформации требует внимательного тестирования, так как они считают, что эта система будет использоваться по всему миру.

В третьих как мы упоминали ранее Crusoe не поддерживает AGP.

Мнение

Несмотря ни на что мы рады инновациям Трансметы на рынке процессоров. Все преимущества сочетающиеся в Crusoe убеждают нас в том, что Transmeta займет свое место на рынке. Все же если дело дойдет до замены компьютера, мы бы рекомендовали старый добрый Pentium.

Перевод, редактирование, дополнение Дмитрий "Digit" Петрусенко
Источники, которые были использованы в статье:
www.sharkyextreme.com