Architectures et systèmes à microprocesseurs – ELEC288 Transmeta Crusoe.
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Architectures et systèmes à microprocesseurs – ELEC288
Transmeta™ Crusoe™
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Plan de la présentation Introduction Architecture hardware et software 128-bit VLIW Engine Code Morphing™ software (CMS) Technologie LongRun™ Applications et spécifications Transmeta™ Efficeon™ Conclusions
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Introduction
Introduit en Janvier 2000 Compatibilité totale x86 Spécificités
Plus léger : performance/watt >> Plus long : 128-bit VLIW Engine Plus froid : Code Morphing™ &
LongRun™ Plus petit : systèmes « fanless »
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Architecture hardware (1)
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Architecture hardware (2)
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Architecture software (1)
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Architecture software (2)
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128-bit VLIW Engine (1) Very Long Instruction Word
Molécule de 64 ou 128 bits de long Jusqu’à 4 instructions de type RISC (atomes)
Molécules exécutées dans l’ordre (pas x86)
Format de la molécule détermine immédiatement le routage des atomes
Atomes exécutés en parallèle Remplissage de la molécule effectué par
le Code Morphing™ Software
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128-bit VLIW Engine (2)
Situation classique Pentium™ II et Pentium™ III Out-of-order Hardware complexe
Plus de Silicium Plus de consommation
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128-bit VLIW Engine (3)
Situation chez Transmeta™ Crusoe™ Hardware simple
Moins de Silicium Moins de consommation
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128-bit VLIW Engine (4)
Taille de la puce clairement réduite
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Code Morphing™ Software (1) Système de traduction dynamique
x86 ISA (target) VLIW ISA (host) Code Morphing™ Software en ROM
Premier programme chargé au Boot Recopié en DRAM Seule chose que voit la partie x86 Seul programme écrit en VLIW Upgradable
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Code Morphing™ Software (2) Avantages
CMS peut être changé sans affecter le x86 Mieux qu’un simple VLIW ISA
Simple VLIW ISA : compilateur tient compte de l’architecture du pipeline recompilation en cas de changement d’architecture
Anciennes applications tire toujours le meilleur parti du x86 ISA
Liberté sur la frontière Hardware-Software En fonction de l’application (PDA ≠ Server)
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Code Morphing™ Software (3) Désavantages
Certains cycles sont dédiés au CMS Performances d’un processeur x86 jamais
atteintes (attention aux benchmarks actuels) Décodage
Décode plusieurs instructions en une fois Translation cache Cas classique : décodage à chaque
instructions limitation sur le type de transformations possibles
Cas Transmeta™ Crusoe™ : décodage amorti sur plusieurs exécutions, optimisation
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Code Morphing™ Software (4) Filtrage
Optimisation du code le plus exécuté ≠ modes d’exécution en fonction de la sortie du filtre
Interprétation Traduction simple Haute optimisation
Prédiction et branchement Collecte d’informations
Fréquence d’exécutions des blocs Historique de branchement
Optimisation des branches les plus fréquentes Peut exécuter les deux branches
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Code Morphing™ Software (5)
Étapes du Code Morphing™ Software Traduction x86 ISA VLIW ISA Optimisation du code x86
Élimination des sous expressions Code invariant des boucles retiré
Ordonnancement Création des molécules
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Code Morphing™ Software (6)
Exemple simpleTraduction
x86
VLIW
Optimisation
Ordonnancement
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Technologie LongRun™ (1) Cas classique
Ajustement de la fréquence 1 seul « on » state Plusieurs « off » states
Réduction linéaire en puissance Peut être ressenti par l’utilisateur
(DVD, MP3) Monitoring thermique
Pertes de performances si dépassement de T°
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Technologie LongRun™ (2) Cas Transmeta™ Crusoe™
Ajustement de la fréquence Par pas de 33MHz
Ajustement du voltage Par pas de 25mV
Ajustement jusqu’à 200 fois par seconde Réduction cubique en puissance LongRun™ Thermal Extension (LTX) Géré par un module au sein du CMS
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Technologie LongRun™ (3)
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Applications Portables Tablet PCs Thin Clients UPCs (Ultra-Personal Computer) Servers (peu) Desktops (peu) Workstations (peu) Embedded devices
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Spécifications
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Transmeta™ Efficeon™
Nouvelle génération du Crusoe™ 128-bit VLIW 256-bit VLIW LongRun™ LongRun2™ AntiVirusNX™, SSE3 Jusqu’à 1.7GHz
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Conclusions (1) Bonnes innovations Vraiment différent des processeurs
x86 actuels Performances plus basses que les
processeurs x86 actuels Très bon rapport performance/watt Orienté « mobile application », là où
la consommation et la taille prévalent
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Conclusions (2)
Système « fanless » Plus que dangereux pour le Pentium™
III Aucun problème pour le Crusoe™
TM5400
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Références Crusoe™ Processor Model TM5700/TM5900
Databook 04/02/2004 Crusoe™ LongRun™ Power Management White
Paper 17/01/2000 The Technology Behind Crusoe™ Processors
White Paper 19/01/2000 Transmeta™ UPC Solutions Manual 14/04/2004 Transmeta™ Efficeon™ TM8600 Processor
Product Brief 15/04/2004 Transmeta™ Web Site :
http://www.transmeta.com/