Pod znakiem oszczędności energii

11 stycznia nie znana do tej pory nikomu firma Transmeta ogłosiła zakończenie prac projektowych nad zupełnie nowym procesorem zwanym Crusoe. Za sprawą nowoczesnej technologii Crusoe ma, zgodnie z zapowiedzią, zrewolucjonizować rynek komputerów przenośnych. Bardziej zaawansowana technologicznie wersja Crusoe - TM540, będzie wyposażona w zintegrowaną 4-drożną asocjacyjną pamięć cache drugiego poziomu. Ponadto, w odróżnieniu od tradycyjnych […]

11 stycznia nie znana do tej pory nikomu firma Transmeta ogłosiła zakończenie prac projektowych nad zupełnie nowym procesorem zwanym Crusoe. Za sprawą nowoczesnej technologii Crusoe ma, zgodnie z zapowiedzią, zrewolucjonizować rynek komputerów przenośnych.

Bardziej zaawansowana technologicznie wersja Crusoe – TM540, będzie wyposażona w zintegrowaną 4-drożną asocjacyjną pamięć cache drugiego poziomu. Ponadto, w odróżnieniu od tradycyjnych rozwiązań, w jednej strukturze znajdzie się również miejsce dla kontrolerów pamięci SDR i DDR SDRAM, interfejsu magistrali PCI oraz układu obsługi BIOS-u.

W przeciwieństwie do rozwiązań stosowanych w układach serii Pentium oraz K6/K7, które są procesorami typu CISC/RISC, chip Transmety wykorzystuje technologię długich rozkazów (VLIW – Very Long Instruction Word). Z tego powodu ma wiele wspólnego z nowym dzieckiem Intela – Itanium – oraz „papierowym” procesorem Elbrus 2000, zaprojektowanym przez zespół rosyjskich entuzjastów. Z powodu takiej właśnie konstrukcji Crusoe nie może bezpośrednio wykonywać kodu wygenerowanego dla procesorów serii x86. W nowym chipie zastosowano więc ciekawą technikę zwaną transformacją kodu (Code Morphing), która pozwala na bieżąco przekształcać instrukcje x86 na ciąg rozkazów maszynowych, zrozumiałych i wykonywanych przez jądro Crusoe. Code Morphing to rozwiązanie mieszane, harware’owo-software’owe, zrealizowane jednak w sposób zupełnie „przezroczysty” dla systemu operacyjnego i pracujących pod jego kontrolą aplikacji. Projektanci chwalą się elastycznością użytej technologii – zmian oprogramowania tłumaczącego można dokonać w dowolnym momencie, nawet po zakończeniu procesów fizycznej produkcji chipa. System translacyjny realizuje tłumaczenie instrukcji tylko raz, a jeśli w programie występują pętle i odwołania do tego samego fragmentu kodu, wówczas z pamięci cache pobierane są już gotowe, przetłumaczone rozkazy VLIW. Inteligentny mechanizm zarządzania pamięcią podręczną dba, by pozostawały w niej najczęściej wykonywane polecenia. Co ciekawe, translator optymalizuje powstający na bieżąco kod – potrafi na przykład usunąć z niego zbędne instrukcje!

Każda instrukcja VLIW (molekuły) może się składać maksymalnie z czterech podinstrukcji, które są wykonywane równolegle. Molekuły są natomiast wykonywane po kolei.

Budowa Crusoe jest bardzo prosta. Jądro składa się z pięciu modułów: dwóch jednostek stałopozycyjnych, jednej zmiennoprzecinkowej, kontrolera pamięci i jednostki kontroli rozgałęzień. Rozkazy VLIW, zwane cząsteczkami lub molekułami, mają długość 64 lub 128 bitów. Każda cząsteczka może składać się maksymalnie z czterech podinstrukcji, zwanych atomami. Wszystkie atomy jednego rozkazu VLIW są zawsze wykonywane równolegle, każdy w jednym z pięciu modułów. Molekuły natomiast wykonywane są zawsze jedna po drugiej, procesora nie wyposażono bowiem w żadną jednostkę umożliwiającą wykonywanie rozkazów poza kolejnością. Takie podejście pozwoliło na znaczne uproszczenie konstrukcji i zmniejszenie powierzchni materiału koniecznego do wykonania chipa. Dla porównania Transmeta podaje, że procesory Pentium II Mobile wykonane w technologii 0,25 ľm bez pamięci L2-cache zajmują 130 mm

2

powierzchni, a Pentium III Coppermine (0,18 ľm, 256 KB L2-cache) – 106 mm

2

, gdy tymczasem Crusoe w wersji TM3120 – tylko 77 mm

2

, a TM5400 jedynie 73 mm

2

. Co to oznacza dla ilości wydzielanego ciepła – nie trzeba tłumaczyć. Oszczędzaniu energii ma również służyć mechanizm LongRun – dynamicznego dostosowywania częstotliwości taktowania i napięcia zasilania do obciążenie procesora. Dzięki niemu pobór energii może się zmniejszyć nawet o 60-70% w stosunku do konwencjonalnych rozwiązań, a czas pracy np. notebooka wydłuży się co najmniej do ośmiu godzin!

Transmeta zapowiedziała na początek dwie wersje Crusoe: TM-3120 – przeznaczony do wydajnych palmtopów i supercienkich notebooków, wykonany w technologii 0,22 mikrona, wyposażony w 96 KB pamięci L1-cache i taktowany zegarem 333, 366 i 400 MHz, oraz TM-5400 – do zastosowania w wydajnych notebookach multimedialnych, który będzie produkowany w technologii 0,18 mikrona, wyposażony w 128 KB L1 i 256 KB L2-cache’u, a taktowany zegarem 500-700 MHz.

0
Zamknij

Choć staramy się je ograniczać, wykorzystujemy mechanizmy takie jak ciasteczka, które pozwalają naszym partnerom na śledzenie Twojego zachowania w sieci. Dowiedz się więcej.