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Efficeon de Transmeta
Enviado el 07/12/03 a las 02:00 por Noticias

Transmeta

La velocidad no siempre lo es todo. Desde su debut en 2000, Transmeta Corp siempre ha situado su procesador Crusoe como un compromiso entre rendimiento y consumo, optimizado para larga duración de batería en subnotebooks ultraligeros, o funcionamiento sin ruidosos ventiladores en servidores blade o clientes ligeros.

Desgraciadamente, Windows XP es voraz en lo que respecta a potencia de CPU. Cuando la página Hardware Central probó, en septiembre de 2003, un notebook Sharp Actius MM10 dotado de un Crusoe TM5800 a 1 GHz, el resultado fue el benchmark más bajo desde el AMD Duron a 900MHz de mediados de 2001. Hace un año, HP escogió el chip Crusoe para su primer Tablet PC, el Compaq TC1000, pero los usuarios le dieron una calificación pésima. El nuevo TC1100 incluye un Intel Pentium M de bajo voltaje.

Transmeta es feliz vendiendo procesadores para el mercado de los ordenadores ultraportátiles o para set-top boxes, pero no abandonará el mercado del PC sin luchar. Es por esto que a principios de 2004 veremos la llegada del Efficeon TM8600, la CPU de segunda generación de Transmeta, calificada en su web como capaz de "ofrecer un mejor balance de rendimiento, consumo y coste que el procesador Crusoe".

Transmeta nos ofrece uno de los diseños más innovadores en cuanto a integración: mientras que las cachés integradas en el chip son ya habituales, y AMD ha integrado el controlador de memoria en sus Opteron y Athlon 64, el Efficeon absorbe el Northbridge entero dentro del procesador.

Sustituyendo hardware con software

Al igual que Crusoe, Efficeon consigue la compatibilidad con Windows y Linux sin emplear prácticamente la arquitectura x86 propia de la mayoría de los chips de Intel y AMD.

Efficeon es básicamente una CPU VLIW (palabras de instrucciones muy largas) con un diseño propietario, y con un único programa nativo: la capa Code Morphing (mutación de código), escrita por Transmeta, que convierte las instrucciones x86 en instrucciones VLIW en tiempo real. Esta emulación "al vuelo" (siendo más precisos, habría que hablar de "traducción") engaña al software x86, empezando por la BIOS, y siguiendo con el sistema operativo y las aplicaciones, haciéndoles creer que están trabajando en un sistema x86.

En otras palabras, Crusoe y Efficeon son híbridos hardware/software en vez de procesadores 100% hardware. Al separar el juego de instrucciones x86 de la capa hardware, permiten rediseños más radicales sin necesidad de cambios en el software, a excepción de la capa Code Morphing. Esta última se copia de ROM a RAM durante el arranque para aumentar la velocidad de ejecución (en el caso del actual Crusoe, roba unos 24Kbytes; Transmeta aún no ha revelado cuanto necesita Efficeon).

Este sistema híbrido permite a Transmeta mantener el núcleo VLIW relativamente simple, y emplear software para realizar tareas (como la traducción de instrucciones x86 en operaciones de tipo RISC o micro-ops para su ejecución paralela, y luego reordenarlas adecuadamente) que normalmente son gestionadas por hardware. Esto significa un menor número de transistores, lo que permite un chip más pequeño y con menor consumo. También permite ciertas mejoras en el rendimiento (en vez de traducir una instrucción x86 cada vez que la encuentra, el sistema de Transmeta almacena el resultado de una traducción en una caché para reutilizarla la próxima vez que se encuentre).

Obviamente, también supone una cierta pérdida de rendimiento debido a que la CPU tiene que dedicar algunos ciclos para ejecutar el software Code Morphing en vez del código de la aplicación. Comparado con Crusoe, la capa Code Morphing de Efficeon ha sido reescrita para conseguir una mayor eficiencia, procesando el código x86 a través de cuatro niveles: un primer nivel que obtiene datos para análisis de flujo y filtra y gestiona las instrucciones poco frecuentes una a una (la manera más lenta, pero también la de menor sobrecarga); luego, un segundo y tercer niveles traducen y optimizan "regiones" de hasta 100 instrucciones x86 de cada vez, para que un cuarto nivel una diversas regiones y realice las optimizaciones más agresivas con el código más complejo.

Más potencia con menor consumo

A nivel hardware, el Efficeon es como dos Crusoe en uno: mientras que la primera CPU de Transmeta tenía una arquitectura VLIW de 128 bits capaz de manejar palabras de instrucciones (que la empresa denomina "moléculas") con hasta cuatro instrucciones de 32 bits (denominadas "átomos") por ciclo de reloj, el TM8600 es un chip VLIW de 256 bits que puede ejecutar hasta ocho instrucciones por ciclo de reloj. Dispone de pipelines de 6 niveles para enteros y de 8 para coma flotante, 64 registros de 32 bits para enteros y otros 64 de 80 bits para coma flotante. Si a esto le añadimos la compatibilidad con MMX, SSE y SSE2, tenemos lo que Transmeta denomina un 50% más de rendimiento por megahertz que Crusoe en aplicaciones típicas, y hasta un 80% más en programas multimedia.

El TM8600 dispone de 192K de caché de nivel 1 (64K para datos y 128K para instrucciones) y 1MB de caché de nivel 2 (Transmeta ha comentado que habrá una versión económica con sólo 512KB de caché L2). Es también el primer procesador x86 que integra el NorthBridge por completo, incluyendo una interfaz de memoria de baja latencia compatible con memoria DDR400 (y también con DDR333 y DDR266) tanto convencional como ECC; un bus AGP 4x (AGP 2.0); un interfaz LPC para Flash ROMs, y finalmente un bus HyperTransport de bajo consumo a 400MHz, el cual, según la empresa, es capaz de ofrecer un rendimiento docenas de veces mayor que el clásico bus PCI.

Para los diseñadores de PC, todo esto significa un mayor rendimiento en el acceso a memoria y un menor número de chips, reduciendo ésto último tanto el consumo de energía como las necesidades de espacio en la placa madre. Según Transmeta, el chip Efficeon ocupa tan solo 119 milímetros cuadrados (que se reducirán a 68 milímetros cuadrados cuando cambien a tecnología de 90 nanómetros, a mediados de 2004), y el encapsulado mide unos escasos 29x29 milímetros (841 milímetros cuadrados). Si lo combinamos con el Southbridge nForce3 Go 150 anunciado por Nvidia Crop, tenemos el 58% de superficie frente a un sistema Pentium M y sus Northbridge y Southbridge independientes.

Pero aún hay más: Transmeta asegura que su tecnología de gestión dinámica de energía LongRun permite a un sistema Efficeon a 1'1GHz trabajar por debajo del límite de 7 wattios (el límite para un sistema sin ventilador), lo que limitaría a un Pentium M a 900MHz, a la vez que reduce su consumo a la octava parte (0'18 frente a 1'45 wattios) en modo standby. Cuando la fabricación pase a 90 nanómetros, el fabricante predice que se podrán alcanzar los 1'6GHz.

Todavía no hay benchmarks de terceras partes, por lo que no es posible contrastar las declaraciones de Transmeta sobre la nueva CPU ("alcanzará un rendimiento nunca visto por cada wattio y euro"). La empresa ha citado un rendimiento 1'3 veces superior en coma flotante, y entre 1'2 y 2'7 en enteros frente a un sistema Pentium M/900 con un consumo comparable, y una estrecha victoria en la prueba SysMark 2002, aunque también incluyó cándidamente unos números que muestran una ligera desventaja en los PCMark 2002 y MobileMark 2002.

Pero gane o pierda, es indudable que Transmeta ha creado uno de los diseños más originales e interesantes del año, y uno que puede mantener a los vendedores de PCs portátiles lejos de Intel y AMD.

Fuente: CPU Planet (en inglés).


 
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