Mobilna moc

Wojna na technologie półprzewodnikowe przenosi się powoli z komputerów stacjonarnych na notebooki. Ofensywę Centrino ma szansę zahamować firma Transmeta

W 2000 roku nieznana wówczas firma Transmeta rozpoczęła produkcję nietypowych procesorów przeznaczonych dla notebooków. Układy te zaprojektowane zostały od razu z myślą o komputerach mobilnych, a priorytetem było maksymalne obniżenie poboru mocy przy jednoczesnym niewielkim spadku wydajności podczas pracy na bateriach. Tak narodziły się układy z serii Crusoe.

Tłumacz kodów

Konstruktorom z firmy Transmeta pobór mocy udało się ograniczyć doskonale. Pierwsze układy TM5400 zużywały ok. 6 W mocy przy pracy z szybkością 500-700 megaherców. Dziś produkowane kości Crusoe (TM5800 1100 MHz) potrzebują niewiele więcej – 7,5 watów energii. Czas pracy na zasilaniu bateryjnym notebooka z procesorem firmy Transmeta jest rewelacyjny – od 8 do 10 godzin. Takimi osiągami mogą się pochwalić dopiero od niedawna produkowane maszyny z mobilną platformą Intela Centrino. Dlaczego więc procesory firmy Transmeta nie zdobyły dużej popularności i w dalszym ciągu traktowane są bardziej jako ciekawostka niż powszechnie stosowana technologia? Niestety, nie zachwyca wydajność układów Crusoe – jest średnio o połowę niższa niż konkurencyjnego układu mobilnego Pentium-M (Centrino), działającego z tą samą prędkością zegara (patrz: $(LC46138:Era technologii)$). Nic więc dziwnego, że na produkcję zaledwie kilku modeli notebooków z układami Crusoe zdecydowało się ledwie parę firm – m.in. Sony, Sharp i Casio.

Mniejsza niż u konkurencji wydajność wynika bezpośrednio z konstrukcji procesora. Crusoe, podobnie jak i najnowszy Efficeon, nie konwertuje sprzętowo rozkazów x86 na swój wewnętrzny mikrokod, tak jak robią to układy AMD i Intela. Konstruktorzy z firmy Transmeta zastosowali bowiem nowatorską technologię software’owej transformacji kodu, nazwanej techniką morfingu kodu (ang. Code Morphing) – patrz: $(LC14402:Crusoe TM3120, Crusoe TM5400: Pod znakiem oszczędności energii)$. Przekodowywanie odbywa się na poziomie sprzętu i jest niewidoczne dla systemu operacyjnego. Dzięki morfingowi udało się znacznie uprościć konstrukcję samej jednostki centralnej, a co za tym idzie – również ograniczono zużycie energii. W kościach Efficeon zastosowano zaś zmodyfikowane oprogramowanie tłumaczące, które według producenta przyspieszy działanie procesora w stosunku do modelu Crusoe pracującego z tym samym zegarem o przeszło 50%.

Bardzo długie słowa

W przeciwieństwie do skalarnych układów Athlon XP/Pentium 4 najnowszy Efficeon oraz jego poprzednik Crusoe to procesory wektorowe. Ich architektura podobna jest do tej znanej z serwerowych kości Intel Itanium (patrz: $(LC14335:Pokonać prawo Moore’a)$) lub jednostek centralnych z superkomputerów Cray. Wykorzystują one technologię bardzo długich rozkazów VLIW (Very Long Instruction Word).

W Efficeonie instrukcja VLIW, zwana molekułą, ma długość 256 bitów, czyli jest dwa razy szersza niż w przypadku Crusoe. Mieści się w niej osiem 32-bitowych podinstrukcji nazywanych atomami, które są wykonywane w jednym cyklu zegarowym procesora. Optymalizacją kolejności dostarczanych atomów zajmuje się zaś wspomniane oprogramowanie do morfingu kodu. Jest to o tyle ważne, że zarówno procesory Crusoe, jak i Efficeon muszą przetwarzać molekuły zawsze jedna po drugiej, gdyż układy nie mają żadnej jednostki umożliwiającej wykonywanie rozkazów poza kolejnością.

Sama budowa układu Efficeon jest stosunkowo prosta – kość ma zaledwie sześć modułów wykonawczych: dwie jednostki stałoprzecinkowe, dwie zmiennoprzecinkowe), kontroler pamięci i jednostkę kontroli rozgałęzień. Co ważne, stało- i zmiennoprzecikowe moduły w nowej Transmecie mają wbudowane mechanizmy umożliwiające wykonywanie instrukcji MMX, SSE i SSE2. Dzięki temu Efficeon przetwarza dane strumieniowe o 80% szybciej niż Crusoe.

Głębokość potoków wykonawczych w Efficeonie również nie jest duża. Jednostki stałoprzecinkowe wykorzystują potok sześciofazowy, a zmiennoprzecinkowe ośmiofazowy. W układzie znalazły się też trzydzieści dwa 64-bitowe rejestry stałoprzecinkowe i taka sama liczba 80-bitowych rejestrów zmiennoprzecinkowych.

Platforma Transmeta Efficeon w porównaniu z konkurencją
PlatformaTransmeta EfficeonPentium-M (Centrino)Athlon XP-MTransmeta Crusoe
Zegar1,0-1,3 GHz900-1700 MHz1400+-2500+2)667-1100 MHz
tryb energooszczędny533 MHz600 MHzbrak danych300 MHz
Zużycie energii5-14 W24,5 W (7 W)1)32 W (25 W)3)7,5 W
Czas pracy na bateriach*11-15 godz.6 godz. (8 godz.)1)4-6 godz.8-10 godz.
Zasilaniebrak danych1,48 V (1 V)1)1,4 V (1,25 V)3)1,3 V
tryb energooszczędnybrak danych0,96 V (0,84 V)1)1,05 V0,8 V
RdzeńTM8600BaniasBartonTM5800
Technologia oszczędzania energiiLongRun2Enhanced SpeedStepPowerNow!LongRun
Magistrala FSB400 MHz400 MHz266 (200)3) MHz133 MHz
Cache L1192 KB64 KB128 KB128 KB
Cache L21 MB1 MB512 KB512 KB
* – szacunkowy czas pracy dla energooszczędnych notebooków, 1) – model Pentium-M 900 MHz ULV; 2) – producent podaje tylko rating, 3) – modele 1400+-1800+ Low Voltage
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.