神秘新星Crusoe 云中熊 2000年 第4期 　　1月16日，Transmeta这家在业界名不见经传的公司出人意料地宣传将发布自行研发的处理器产品，这使得业界许多软硬件厂商都为之一震。尤其对于Intel和AMD这两家目前能生产便携机CPU的厂商来说，Transmeta公司用于便携机的CPU的出现，使激烈的市场竞争又增加了一个强有力的对手。1月19日，Transmeta公司如期揭开了它的神秘处理器的面纱，命名为 Crusoe的新一代CPU昂然问世。 #1 VLIW引擎和Code Morphing技术 　　Crusoe是一个具有强大实力运用于笔记本电脑和Internet设备的新处理器。Transmeta在研发过程中采用了一种革命性的微处理器设计方案。与主流的x86处理器完全使用硬件设计不同，Crusoe处理器的解决方案采用软硬兼施办法，即硬件引擎核心和软件核心的合成结构。硬件核心组成部分非常简单，采用高性能低功耗的VLIW（Very Long Instruction Word，超长指令）引擎，其核心指令与普通的x86处理器的指令没有相同之处。这种VLIW结构的处理器逻辑控制芯片，采用非常简单的设计和软件的指令时序安排。它允许一个简单和非常直接的硬件执行流程，包括7条整数管道流水线和10条浮点管道流水线，使得处理器逻辑控制的晶体管数量大为减少。 　　软件核心是包围的软件层构造，使得Crusoe能与x86硬件结构的处理器运行指令相同。这个具有全新定义的的软件层称为“Code Morphing”（代码融合）软件，它可以动态“Morphing（融合）”x86指令进入本地硬件引擎。在指令执行时，Cruose编译x86指令块一次，就将编译的结果保存到编译缓冲区中，下一次（已经编译）的代码执行时，系统跳过编译这一步，以全速直接运行现有的编译过的指令。这个独特设计，可以使处理器的结构比x86体系的处理器少数百万个晶体管，数百万个晶体管的功能被一个软件取而代之。这样Crusoe处理器在执行相同操作时，逻辑晶体管只需要四分之一就可达到传统全硬件引擎的x86处理器相似的效能。这样带来的好外包括以下几点。（^04030101a^） 　　·处理器的硬件核心能够比传统的芯片做得更小和更有效。 　　·代码融合软件能够独立开发而不受硬件影响。这意味着处理器的软件升级，可以独立于芯片硬件部分进行。 　　·代码融合技术并不局限于对x86系列处理器的指令实现。同时它还指出了一种微处理器的未来设计构想。 #1 低功耗管理和 LongRun技术 　　在便携式系统方面，处理器速度越快所需要的电源电压越高，功耗也越大，相应的电池寿命也就越短，这使得电源管理显得尤为重要。 　　Crusoe处理器在设计时使用独特的“Code Morphing”技术，降低晶体管的数量，因而允许最大限度地减少CPU功耗，而无须牺牲处理器的执行效能。与传统的处理器不同，Crusoe处理器是为便携式电脑的应用程序而设计的，先进的电源管理技术，最大限度地延长了电池寿命，它提供了两个最好的需要，给你最高的运行速度和更长的电池寿命。 　　作为一个低功耗处理器，Crusoe还实现了LongRun（长时间运行）技术。它完全针对需要便携机的用户考虑而设计，能够更合理调整应用程序使用的功耗。采用基于LongRun技术的Crusoe处理器的平台，每天至少连续8小时运行。产品重量足够的轻（估计在4磅或更少），更方便携带。 　　Crusoe处理器还能自行调整时钟速度和电压以降低电源功耗，使用LongRun电源管理技术，可以通过处理器提供的软件监控技术，动态和平稳地调整处理器的速度。正确调整应用程序所需要的电源使之恰到好处，就不会浪费电源而缩短电池寿命。当采用Long Run电源管理能时，节省30％的电能而仅降低10％的性能。而没有使用LongRun技术的处理器，在执行相同程序的时候则不得不牺牲30％电能换取10％的性能。 #1 良好的兼容性 　　在设计Crusoe处理器时，Transmeta花费了大量的精力以保持与传统计算机系统的全兼容性，这一点应该说通过代码融合技术这一独特的方法使得实现兼容更为容易，因而所有的Crusoe处理器都保持了良好的兼容性。 　　·全x86兼容：Crusoe处理器运行x86应用程序与传统的x86微处理器效果相同。 　　·PC兼容：Crusoe处理器已经包括部分传统的PC支持芯片，它们能运行所有的PC操作系统。 ·Internet兼容：Crusoe处理器可以使用x86体系编制的全部Internet插件。 #1 性能测试基准 　　Crusoe处理器提供了速度高达700MHz便携式平台，能够应付所有苛求性能的应用程序、办公套件或像DVD这样的多媒体应用以及Internet连接。实际上，在便携式 Internet计算机上，Crusoe处理器提供了更高的性能。不管怎样，现有工作测试标准，仍使用单纯的微处理器应用软件为基准来检测在高性能方面的表现，因此Transmeta开发了一种新的测试基准方法以测试和评价便携的计算机设备。 #1 Crusoe处理器的特征 　　Transmeta公司目前发布了两个系列的处理器产品：Crusoe TM3120和TM5400 　　Crusoe TM3120。它是一块理想的便携式Internet设备的CPU，提供最高400MHz的主频运行速度。它整合了整数和浮点单元、指令和数据缓存、内存管理单元、多媒体指令以及其他传统处理器的性能。如SDR SDRAM内存控制器、PCI总线控制器和串口ROM界面控制器等，这些附加部分通常都在微处理器的逻辑部分。Crusoe TM3120处理器提供64KB 8路指令L1缓存和32KB 8路数据L1缓存。这个缓存结构可以保证内存提供最大限度带宽，以充分发挥微处理器执行应用程序的效能，满足了各种宽带Internet应用程序的需要，包括网络浏览器和E－mail应用程序以及巨大的视频数据流。（^04030101b^） 　　在电源管理上，Crusoe TM3120使用Linux操作系统，实现了目前主流的笔记本电脑所实现的相同的电源管理功能。这些功能包括一个深度睡眠的模式，此时使用功耗仅为20mW。在正常运行下每天消耗的电源也在1W以下，只有传统笔记本处理器电能的四分之一。 　　Crusoe TM3120完全兼容基于x86操作系统，包括微软和Liunx的厂商提供的系统。Transmeta公司希望Linux成为便携式Internet设备的首选操作系统。 　　它的主要特征包括 　　VLIW处理器和x86 Code Morphing（代码融合）技术提供 x86平台兼容解决方案； 　　处理器核心工作主频为333MHz、366MHz和400 MHz，核心电压为1.5V； 　　整合北桥核心逻辑电路提供更紧凑的系统设计； 　　提供64位内存控制器，SDRAM可正常工作在66MHz～133 MHz和3.3V状态下； 　　符合PCI2.1规范的33MHz PCI总线控制器； 　　全系统管理模式（System Management Mode，SMM）支持； 　　474针陶瓷BGA封装。 　　Crusoe TM5400。Crusoe TM5400是第一款有益于延长电池使用寿命，并提供同等性能的便携式计算机解决方案的处理器，主频时钟达到700MHz。它采用与Crusoe TM3120相似的核心，内置64KB指令L1缓存、 64KB数据L1缓存和256KB的L2回写缓存。Crusoe5400提供良好的应用程序执行效能，比一些桌面处理器运行的还要好，但功耗却更低。同时采用Long Run技术，允许处理器调整运行时钟频率和电压，以符合应用程序的要求。这种途径将提供更多的电源储备，Crusoe TM5400使用这个技术后，运行普通的办公应用程序时候功耗小于1W，而停止键盘操作后功耗甚至小于8mW。使用大数据量应用程序，平均功耗也不超过2W。Crusoe TM5400同样完全兼容基于x86体系的操作系统，包括Linux、微软主流的Windows98、Windows NT和Windows 2000操作系统。（^04030101c^） 　　它的主要特征包括： 　　VLIW处理器和x86 Code Morphing（代码融合）技术提供 x86兼容平台解决方案； 　　处理器工作主频为500MHz～700 MHz，核心电压为1.2V－1.6V。 　　整合北桥芯片 　　DDR SDRAM内存控制器； 　　SDR SDRAM内存控制器； 　　符合PCI2.2规范33MHz的PCI总线控制器； 　　Long Run技术支持的增强电源管理； 　　深度睡眠功耗仅为30 mW； 　　全系统管理模式支持； 　　474针陶瓷BGA封装。 #1 结　　语 　　Transmeta坚信，未来是便携式计算机的天下，Crusoe处理器设计提供更大的灵活性。基于发热量低的Crusoe处理器的设备，可以提供更轻的重量、更高的性能，消耗更低的电池能源。使用Crusoe处理器的便携式计算机也比桌面计算机的设计更为自由，不必在技术上做过多的权衡。Crusoe处理器无疑为未来在便携计算机、网络设备和手持设备等方面提供了更广泛的应用基础。