La tecnología Crusoe

Transmeta a revolucionado el diseño del microprocesador. En vez de intentar diseñar un procesador X86 ha creado un motor hardware reducido rodeado por una capa de software.

La capa de "Morphing Code" translada las instrucciones x86 en nativas de Crusoe, mediante un motor VLIW, lo que da la apariencia de trabajar con un procesador x86. El software translada bloques de instrucciones x86 a una caché de traslación, la cual evita tener que volver a trasladar el código dos veces y aumenta el rendimiento del procesador.

Esta metodología elimina millones de transistores, remplazándolos por software, con los siguientes beneficios:

• El componente hardware es más pequeño, rápido y de menor consumo que los procesadores convencionales. Igualmente también disipa menos calor, uno de los mayores problemas de los procesadores actuales.
• El hardware está totalmente abstraido del set de instrucciones x86, por lo que se puede tomar ventaja de las últimas innovaciones de diseño hardware sin afectar la legalidad del software.
• El software "Code Morphing" puede ser implementado fuera del procesador, con lo que se peude actualizar esta capa sin tener que cambiar el motor Crusoe.

Compatibilidad y rendimiento

Transmeta ha prestado especial atención a la compatibilidad, siguiendo tres premisas:

• Totalmente compatible x86: ejecuta aplicaciones x86 de igual forma que un procesador x86 convencional.
• Compatible PC: los procesadores Crusoe ya incluyen prociones de los tradicionales chipsets PC, ejecutando todos los sistemas operativos populares.

  
  Compatible con Internet: Crusoe ejecuta cualquier aplicación de Internet escrita para los x86, algo vetado a otros procesadores compatibles.

La familia Crusoe

Cruso se lanzará inicialmente en dos versiones, TM5400 y TM3120, los cuales funcionará en un rango de frecuencias entre 333 y 700 MHz.

El TM3120 está orientado al mercado económico de Internet (equipos de conexión por TV y web-pad's), trabajando entre 333 y 400 MHz. Este procesador se está fabricando actualmente en instalaciones de IBM Corp.

Por su parte el TM5400 se enfoca al mercado de los ordenadores portátiles, en competencia con Intel y AMD, con una frecuencia de trabajo entre 500 y 700 MHz. Su producción está prevista para mediados de año, según fuentes de Transmeta.

Crusoe un poco más a fondo

Veamos con mayor detenimiento cómo es internamente un procesador Crusoe:

Un procesador Crusoe se compone de:

• Una unidad de adaptación de código por software (Code Morphing software) que se encarga de la compatibilidad x86.
• Un motor VLIW con dos unidades de enteros.
• una unidad de coma flotante.
• Una unidad de memoria.
• Una unidad de ramificación.

Todos los átomos se ejecutan en paralelo, y la molécula formada determina directamente como son enrutados los átomos a las unidades funcionales, simplificando enormemente la decodificación y ejecución de las instrucciones.

Esta estructura interna, al reducir el número de transistores, proporciona una muy pequeña disipación de calor frente a otros procesadores. Como ejemplo veamos un procesador Pentium III y un Crusoe reproduciendo DVD bajo la mirada de una cámara de infrarojos:

Pero nada de esto sirve de mucho si el procesador no puede ejecutar de forma óptima instrucciones x86, de lo cual se encarga el software de morphing alojado en ROM.

Nada más arrancar, el procesador se dirige a esta ROM, que contiene el código necesario para interpretar las instrucciones x86. El software de morphing es compatible con ISA y es el único código que el núcleo del procesador Crusoe puede ver (no es posible saltarse dicho software).

Adicionalmente este software presenta una ventaja muy importante: cuando aparece un nuevo procesador hay que reescribir todo el código actual de los programas para poder aprovecharlo, lo cual no sucede con Crusoe. Si se lanza un nuevo procesador Crusoe el software de morphing se adaptará para poder aprovechar todas las posibilidades.

No obstante estas ventajas suponen un alto costo: Crusoe debe perder tiempo de proceso en el software de morphing, tiempo que los procesadores convencionales gastan en ejecutar las instrucciones.

Para paliar esta situación se emplean varias técnicas:

• Optimización de las instrucciones x86: el software traducido se puede optimizar para ejecutarse en menos ciclos de reloj.
• Caché: Como sólo un pequeño porcentaje del programa es ejecutado frecuentemente, Crusoe localiza dicho código y lo mete en caché para acelerar su ejecución. Para esto emplea técnicas heurísticas, lo cual optimiza el uso de la caché.
• Adaptación: una vez está introducido el código en caché y se ejecutan ciclos continuos Crusoe optimizará el código del mismo, aprendiendo de él, para aumentar el rendimiento de la aplicación.

Para saber más: web de Transmeta

Webmaster: Miguel Angel Montejo Ráez