在微处理器这块土地上,英特尔公司就像一棵粗壮的大树,尽管先后有以AMD为代表的多家公司不屈不饶的奋斗,欲打破它独霸的局面,但想撼动这棵大树似乎并不容易。
2000年1月,一家默默无闻的小公司Transmeta向英特尔举起了挑战牌,推出了被称为“Crusoe”的微处理器,直杀移动式终端市场。Crusoe 的杀手锏是它的低功耗,同时,它采用了与x86完全不同的体系结构,但却利用软件实现了与x86 的兼容。Transmeta的惊人之举引起了业界的广泛关注,并得到了许多著名公司的支持,一些公司已推出了采用Crusoe微处理器设计的笔记本电脑和移动设备。看来,强大的英特尔再一次遇到了挑战者。
不过,英特尔绝非等闲之辈,它在Crusoe之后推出的集成了SpeedStep技术的移动奔腾Ⅲ处理器日前已升级到1GHz,更是表明了英特尔在这一市场中的不退让。另外,近来也有一些关于Crusoe的不利的消息,包括一些采用Crusoe处理器的笔记本电脑发现缺陷等,这也许让挑战者更加清醒:超越“奔腾”之路布满了荆棘。
新星升起
1995年,时任Sun Microsystem公司Sparc业务部门首席技术官的David Ditzel正在研究通过仿真在Sparc处理器上运行x86软件的方法,他试图通过在Sparc中增加一些新指令来改善该处理器运行x86软件的能力,同时,他也非常关注微处理器设计中日益增长的复杂度问题。Ditzel一直是简单微处理器的拥护者。他在1980年就曾与加州大学伯克利分校的David Patterson教授共同发表了一篇先驱性论文《精简指令集(RISC)计算机案例》。但是,随着时间的推移,在RISC芯片上也堆积了越来越多的功能,复杂度的增加意味着RISC芯片越来越大、越来越热,而设计的难度也越来越高,同时,调试时间也越来越长,但性能的改进却是有限的。 1995年3月初,Ditzel辞去了在Sun公司的工作。之后,花了几个星期的时间,他构想出了一种新型微处理器,这种处理器将会更简单且更快。它和x86处理器在硬件上并无相似之处,但利用被他称为“动态二进制翻译”的软件技术,可以极快地将x86程序转换成它可以识别的代码,就像运行在一台x86机器上一样。
随后,Ditzel邀请了一些志同道合的工程师和他一起成立了Transmeta公司。其主要成员是Sun公司的一个工程师小组,其中,Douglas Laird现任产品开发部门的高级副总裁。目前,他们已拥有一支由200多名优秀工程师组成的队伍,著名的Linux创始人——Linus Torvalds现在也供职于这家公司,负责Mobile Linux的开发工作。
Transmeta的投资方阵容强大,其中包括微软的创始人之一Paul Allen和著名的金融家Geoge Soros,同时,他们还得到了IBM、索尼、康柏、三星、东芝、AOL、Gateway等多家著名公司的支持。
临危不乱
经过三年的努力,1998年8月,他们设计的第一颗芯片从签约制造商——IBM公司返回了。该芯片在运行Unix下的基准测试程序时的速度与预期的一样快,他们的设计取得了初步的成功。 但是,当运行Windows下的基准测试程序时,结果却很意外,这个项目的得分远远低于预期值。当时的窘境就像是魔术师本想从帽子底下变出一只兔子,结果却变出了一只乌龟一样。
员工们的士气遭到了极大的打击。对于这种情况,Laird非常理性,他说,“我们都是工程师,我们需要的不是惊慌,而是要弄清到底是怎么回事。我们还有机会来修正航向。”之后,他们调动了全部的硬件和软件队伍,开始分析并解决这个问题。 今天回首往事,Laird说在Windows 95应用程序上出问题的确是可能的。“我们大部分人都有Unix背景,我们熟悉Unix应用的行为方式。但我们并不真正理解Windows 95。”他说。
显然Windows 95中还有许多老的16位代码,而Unix(Windows NT也一样)使用的是纯32位的统一的存储器模型。对16位代码的支持是他们过去决定卸载给软件去做的那类事情。一旦他们认识到了这一点,他们就重新设计了硬件,以更好地支持Windows 95应用程序。他们还增加了Cache的大小,因为Windows 95应用程序往往比Unix应用程序使用更多的存储器。
重新设计的过程使Transmeta的发展减缓了一年左右。
一鸣惊人
1999年8月,重新设计过的芯片从IBM的工厂返回了。这一次,它在运行Windows应用程序时表现良好。这颗定位于移动计算市场的芯片被命名为TM5400,它的工作速度为700MHz。当时最快的移动用Pentium Ⅲ的时钟频率为650MHz。当然,Crusoe的性能依赖于应用程序。测试表明,对于有些应用程序,Crusoe运行得更快,而对有些应用程序则Pentium Ⅲ更快。
对于大部分移动应用来说,TM5400的处理能力是绰绰有余的。LongRun(Crusoe降低功耗技术)的效用就在于使处理器仅仅运行在适当的速度上,使之既能满足应用程序对性能的需要,还要降低功耗,节约电能。
Transmeta采用“Crusoe”为注册商标,它取自小说《鲁滨逊漂流记》中的冒险家和旅行者——Robinson Crusoe,它使人很容易联想到这是一颗移动式芯片。
2000年1月19日,经过了近5年的努力,花费了超过1亿美元的投资,Transmeta终于揭开了Crusoe的神秘面纱。他们在美国加州的Villa Montalvo召开了盛大的新闻发布会。
2000年11月,在拉斯维加斯举办的Comdex大展上,索尼、日立、富士通、NEC、卡西欧、Acer、Gateway等公司展示了他们各自基于Crusoe微处理器的笔记本电脑和移动式设备;在2001年1月的消费电子展上,Crusoe微处理器又获得了“Best of Show”大奖。 在2000年2月出版的《Cahners微处理器报告》中有这样的称赞:“说这是一次革命可能有些言过其实,但他们的确不同凡响。TM5400中的LongRun特性的确是由Transmeta引入的最具创新性的技术。据我们所知,还没有别的微处理器在响应软件变化的需求时,能够通过同时调节电压和时钟频率来达到节电的目的。”


Transmeta的工程师设计了一块兼容PC的电路板,利用该板就可以在他们的芯片上运行Windows的应用程序了。上图(左)中手持该板的是产品开发部副总裁Douglas Laird。Transmeta的硬件和软件队伍分处于办公园区里相距约1公里的两栋房子中。设计这样一颗包含很多软件功能的芯片需要跨学科的队伍。公司的旧自行车成了园区内的主要交通工具,首席执行官David Ditzel也不例外,见上图(右)。
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