Nový procesor CRUSOE je konečně tady (2)
24.1.2000, Jindřich Šaršon, zpráva
Crusoe podrobněji - jádro procesoru a VLIW instrukce
Předchozí díl
Jak jsem slíbil v předchozím dílu, podíváme se na architekturu procesor Crusoe trochu podrobněji, protože je ve své podstatě značně revoluční.
Procesory x86 se již několik let potýkají s dědictvím svých předchůdců. Stále totiž zachovávají zpětnou kompatibilitu, instrukční sada se za 20 let téměř nezměnila. Samozřejmě, přibyl chráněný režim, 32bitové registry a podobně. Ovšem stavění na staré architektuře vede ke stále většímu počtu tranzistorů na čipu, vyšší spotřebě a samozřejmě i vyšším výrobním nákladům. Že to tak nebude donekonečna si uvědomil i Intel - nový 64bitový Merced bude postaven na úplně nových základech. V mobilních zařízeních se v poslední době uplatňují zejména procesory typu RISC, důvod - nízká spotřeba energie. Ovšem tyto procesory nejsou kompatibilní s x86, takže na nich nemůžete provozovat své oblíbené aplikace ze světa PC.
Firma Transmeta se rozhodla pro velmi zajímavé řešení - vyvinula procesor typu Risc, který bude kompatibilní s x86. Ale pojďme se nejprve podívat, z čeho všeho se procesor Crusoe skládá.
Jak je vidět z blokového schématu, přímo na čipu jsou umístěny i další jednotky, které jsou u stolních počítačů většinou umístěny na základní desce mimo procesor. Samotný procesor tak obsahuje řadič paměti DDR SDRAM, SDR SDRAM, podporu pro načítání dat z paměti ROM (k čemu to je dobré se dozvíte dále), řadíč PCI, 64Kb L1 cache pro instrukce a 64Kb cache pro data. Lepší typ Crusoe (TM5400) obsahuje kromě cache první úrovně i 256Kb L2 cache.
Jádro procesoru
Procesor Crusoe má vlastní instrukční sadu (VLIW - Very Long Instruction Word) , instrukce jsou zpracovávány po tzv. molekulách, které mají velikost 64 nebo 128 bitů. V každé molekule jsou uloženy až 4 instrukce (atomy). Vtip je v tom, že instrukce v molekule jsou zpracovávány paralelně - protože každá přísluší jiné výkonné jednotce. Procesor obsahuje dvě jednotky pro operace s celými čísly, jednu pro čísla v plovoucí řádové čárce, dále pak jednotku pro operace s pamětí a jednotku pro zpracovávání instrukcí větvení. Crusoe obsahuje i další riscovské prvky - například velký počet registrů (64),
Dekódování a zpracování VLIW instrukcí je omnoho jednodušší, než dekódování instrukcí procesorů x86 kompatibilních. Proto je jednodušší i jádro Crusoe a má tak menší nároky na odběr energie. Transmeta to demonstruje na velmi působivé fotografii zahřívání procesoru Crusoe a intelovského Pentia III při výpočetně náročné aplikaci - přehrávání DVD. Zatímco Pentium III je nutné chladit aktivním chladičem, protože by jinak velmi brzy vypovědělo činnost, u Crusoe to není nutné - jeho teplota se pohybuje okolo 48 stupňů Celsia. Obrázek můžete najít zde.
Kvalitní návrh procesoru je jedna věc, ale samotný úspěch většiny počítačů závisí na dostatečné podpoře softwarových vývojářů. Problém s přesvědčováním výrobců software se dá odstranit zajištěním kompatibility s nějakým již existujícím a rozšířeným procesorem. Ač by se mohlo z výše uvedeného popisů zdát, že Crusoe nemá s x86 kompatibilními procesory nic společného (a je to v podstatě pravda), vývojářům Transmety se tato kompatibilita podařila. Instrukční sada x86 je totiž emulována pomocí tzv. Code morphing technologie. Na ní se podrobně zaměříme v příštím pokračování.
Dle www.crusoe.com
