Infos, Bilder, Benchmarks zum Transmeta Efficion

Transmeta ist eine kleine Prozessorschmiede neben den beiden marktdominierenden Herstellern Intel und AMD. Wo letztere mit immer aufwendigeren Verfahren höhere Taktraten, komplexere Architekturen erreichen und somit neue Leistungsrekorde aufstellen, versucht sich Transmeta im Low-Cost-Segment im Bereich der Notebook-Prozessoren zu etablieren. Die Strategie Transmetas kann man wiefolgt zusammenfassen: mit einer schlichten, aber leistungsfähigen Hardwarearchitektur einen möglichst stromsparenden und günstigen Prozessor herzustellen.

Transmeta-Prozessoren sind in Europa relativ unbekannt und eher in asiatischen Ländern sowie in den USA vetreten. Das liegt unter anderem an der im Vergleich zu schnellen High-End-Prozessoren recht langsamen Performance. Doch der Anwender sollte sich im Klaren sein, das gerade im mobilen Bereich eine höhere Leistung unmittelbar mit einem höheren Stromverbrauch und lauteren Lüftern verbunden ist. Des Weiteren sind nur die wenigsten Applikationen stark von der Prozessorleistung abhängig. Lediglich 3D-Spiele/-Anwendungen, Videobearbeitung/-codierung und vielleicht auch noch das Arbeiten an größeren Grafiken benötigen Rechenpower. Alle anderen Anwendungen verlangen dem Prozessor nur wenig ab.

Viel wichtiger in modernen Systemen ist ein großer Arbeitsspeicher, eine schnelle Festplatte und eine gute Peripherie. Und dieses Denken versucht Transmeta umzusetzen und stellt mit dem Nachfolger des Crusoe-Prozessors, nämlich dem Efficion, einen sehr schlichten zugleich aber schnellen Prozessor an. Der Efficion-Prozessor wurde in vielen Bereichen überarbeitet, so dass die Performance teilweise um 50% im Vergleich zum Crusoe gesteigert werden konnte.

Technische Details

Wer sich den Artikel "Transmeta Crusoe" durchgelesen hat, kennt die besondere Funktionsweise der Transmeta-Prozessoren. Anstatt eine komplexe Hardwarearchitektur zu entwickeln, welche aus vielen Transistoren besteht und sehr hoch getaktet ist, sind die Transmeta-Prozessoren sehr schlicht gehalten. Die Architektur ist so einfach gehalten, dass diese an sich noch keinen vollständigen Prozessor darstellen!

Um nun einen kompletten Prozessor zu erhalten, kommt die Code Morphing Software zum Einsatz, welche alle fehlenden Funktionen emuliert. Transmeta legt demzufolge viel Wert auf die Entwicklung der Code Morphing Software anstatt der Hardware. Diese wird unmittelbar nach dem Starten des Computers in den Arbeitsspeicher geladen und übernimmt nun die Aufgabe der fehlenden Hardware. Mittels der Code Morphing Software ist Transmeta in der Lage, einen beliebigen Prozessor (x86, Alpha, Sparc, etc) mit derselben Hardware auf den Markt zu bringen. Für jede Prozessorarchitektur müsste lediglich die Code Morphing Software angepasst werden.

Prinzip der Code Morphing Software

Die Architektur des Efficion basiert auf einer 256-Bit VLIW-Engine, was für "Very Long Word Instruction" steht. Der Efficion ist nun in der Lage, gleich acht Instruktionen parallel zu verarbeiten. Das sind doppelt so viele als beim Crusoe. Mittels VLIW wird nun bei jedem Takt ein breiter Befehl aus dem Befehlscache geholt und auf die Funktionseinheiten aufgeteilt, damit die Befehle parallel, also gleichzeitig, abgearbeitet werden.

Auch die LongRun-Technologie, welche ein Bestandteil der Code Morphing Software und für das Stromsparen durch Takt- und Spannungsveränderung zuständig ist, wurde überarbeitet und befindet sich nun in der zweiten Version.

  TM8820 TM8800 TM8620 TM8600
Takt Bis 1,4 GHz Bis 1,7 GHz 1,0 - 1,1 GHz 1,0 - 1,1 GHz
L1 Cache (Instruktionen) 128 KB 128 KB 128 KB 128 KB
L1 Cache (Daten) 64 KB 64 KB 64 KB 64 KB
L2-Cache 1 MB 1 MB 1 MB 1 MB
VLIW 256-bit 256-bit 256-bit 256-bit
Instruktionen Pro Takt 8 8 8 8
Integrierte Northbridge Yes Yes Yes Yes
Int. Speichercontroller DDR-266, 333 DDR-266, 333 DDR-266, 333 DDR-266, 333
AGP AGP 1X, 2X, and 4X AGP 1X, 2X, and 4X AGP 1X, 2X, and 4X AGP 1X, 2X, and 4X
System Bus HyperTransport HyperTransport HyperTransport HyperTransport
System Bus Speed 400 MHz 400 MHz 400 MHz 400 MHz
Theoretische Bandbreite 1,6 GB/s 1,6 GB/s 1,6 GB/s 1,6 GB/s
Befehlssätze MMX, SSE-SSE3 MMX, SSE-SSE3 MMX, SSE-SSE2 MMX, SSE-SSE2
Max Temperatur 100°C 100°C 100C°C 100C°C
Herstellung 90nm 90nm 130nm 130nm
Größe 21mm x 21mm 29mm x 29mm 29mm x 29mm 21mm x 21mm
Sockel 592-pin OBGA
0.8mm ball pitch		 783-pin OBGA
1mm ball pitch		 592-pin OBGA
0.8mm ball pitch		 783-pin OBGA
1mm ball pitch

Den Transmeta Efficion gibt es in zwei Versionen, nämlich als TM8600 und TM8800, wobei es bei beiden Modellen jeweils eine kleine Variante gibt, die sich hauptächlich in der Größe des Prozessors und dem Sockel unterscheiden.

Die erste Variante des Efficion war der TM8600, bei dem der L2-Cache auf 1 MB verdoppelt wurde. Des Weiteren wurde der TM8600 mit der Befehlserweiterung SSE2 versehen, so dass bestimmte Multimediaanwendungen effizienter bearbeitet werden. Die Taktraten betragen lediglich 1,0 und 1,1 Ghz, was vor allem daran liegt, dass der TM8600 weiterhin in 0,13µm hergestellt wird. Somit sind hohe Taktraten nit der Philosophie Transmetas, nämlich einen sehr stromsparenden Prozessor herzustellen, nicht vereinbar.

Der TM8800 wird nun in der 0,09µm-Technologie hergestellt, was deutlich höhere Taktraten ermöglicht, so dass Transmeta den Efficion auf bis zu 2,0 Ghz takten möchte. Des Weiteren beherrscht der TM8800 die Befehlserweiterung SSE-3, also eine weitere Befehlserweiterung, die mit den Pentium 4 Prescott und Athlon 64-Prozessoren eingeführt wurde. Ansonsten ist der TM8800 baugleich zum TM8600.

Kleiner als ein ATI-Grafikchip...

Technische Übersicht

     

  • Hersteller: Transmeta
  • Modell: Efficion
  • Prozessormodelle: TM8600, TM8620, TM8800 und TM8820
  • 256 Bit VLIW (8 Instruktionen pro Takt)
  • Integrierte Northbridge und Memory-Controller
  • LongRun Stromsparfeature
  • CMS "Code Morphing Software"
  • Emulation eines x86-Prozessors
  • Extrem stromsparend
  • Zwischenspeicher auf RAM für abgearbeitete Befehle

    •  

Einsatzgebiete

Die Einsatzgebiete des Efficion-Prozessors platzieren sich definitiv im mobilen Markt. Dazu gehören günstige Notebook-Systeme, Subnotebooks, Tablet-PC's und PDA's. Aufgrund der einfachen Architektur und niedrigen Taktraten verbrauchen diese Prozessoren sehr wenig Strom und entwickeln sehr wenig Wärme. Optimale Bedingungen in engen und kleinen Mobil-Geräten.

Dafür muss man bei der Leistungsfähigkeit Abstriche machen, denn gegen die High-End-Prozessoren wie dem Intel Pentium 4 oder AMD Athlon 64 können die Efficion-Prozessoren nicht annähernd mithalten. Dies liegt zum einen an der einfachen Architektur und zum anderen an den niedrigen Taktraten. Doch der Anwender sollte ich überlegen, ob man für normale Anwendungen wie Office, Internet oder Multimedia eine High-End-CPU benötigt. Einige werden sicherlich meinen, dass man für 3D-Spiele oder Video-Rendering eine ordentliche CPU-Leistung benötigt. Das mag zwar stimmen, doch selbst mit dem besten Akku erreicht man bei diesen Anwendungen nur geringe Laufzeiten.

Transmeta Prozessoren eignen sich demzufolge bestens für den mobilen Einsatz.