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省电CPU“Crusoe”使笔记本焕然一新

 2000年11月14日   

  作为个人电脑的核心,CPU家族中出现了新的成员--“Crusoe”。它以低耗电量为卖点的Crusoe开始挑战“Pentium”等传统的微处理器芯片。而且还开始向小型化方向发展,进军便携式信息终端领域也只是时间问题。

  在人们的生活中,出差时携带笔记本电脑的机会开始增加,但是电池使用时间太短一直成为人们不满的根源。目前大部分的产品使用标准配备电池时只能使用1.5~2小时左右,使用大容量电池也只能勉强使用6个小时。

  然而,今年年底开始上市的笔记本电脑中,部分电脑制造商的产品阵列中出现了8小时甚至20小时电池驱动时间的品种。上述各产品的共同特点是,中央处理器(CPU)没有采用“Pentium III”或者“Celeron”,而是采用了由美国Transmeta公司开发的“Crusoe”芯片。

  日本厂商相继推出“Crusoe”电脑

  Transmeta是于1995年由现任首席行政官(CEO)德比德·德彻尔(音译)创立的风险企业。在此之前,德彻尔曾先后在Sun Microsystems等公司工作。Transmeta于2000年1月份推出了新CPU“Crusoe”。6月份,在美国纽约举行的个人电脑展示会PC EXPO上首次展示了配备Crusoe的网络终端、笔记本电脑以及个人电脑主板,从而引起了人们的强烈关注。

  这是因为Crusoe采用了独特的设计,与过去Intel制造的CPU以及Advanced Micro Devise(AMD)制造的CPU相比,耗电量要大为减少的缘故。耗电量的减少不仅意味着可以延长电池使用时间,还可以省去用于散热的风扇。

  在日本,配备Crusoe的产品应景领先于世界其它国家登场,继索尼于10月上旬率先上市配备Crusoe的笔记本电脑以后,日立制作所、NEC、富士通等都相继推出了配备Crusoe的笔记本电脑。上述产品设计及外观也都重视了携带用途。

  令人关注的电池使用时间确实比过去的产品延长了许多。比如索尼的产品中,使用标准电池时的使用时间为2.5~5.5小时。而配备Pentium III 400MHz的原型号"VAIO PCG-C1XG"电脑仅仅只有1.5~2.5小时。由于新产品中改变的不仅仅是CPU,还有其它元件,虽然不能进行简单的比较,不过电池使用时间至少延长了近两倍。

  到目前为止,使用Crusoe的设备大部分为笔记本电脑。不过,该产品的省电性能,已经开始受到个人电脑以外厂商的青睐。例如,加拿大的Level.COM决定在面向小规模服务商的服务器中配备Crusoe。这是因为做为停电等时使用的后备电源,可以使用与笔记本电脑相同的电池的缘故。

  另外,通过设计还可以省去散热用风扇,因此预计它还可以配备到家用网络终端中去。

  ●通过使用软件方法简化了芯片的结构

  Crusoe之所以能够成功地减少耗电量,其中的第一个理由便是采用了全新的CPU芯片设计方法。

  过去,曾经有两种设计CPU的方法,一个是将CPU的运算指令细分成多个小指令的方法,另外一个则是将运算命令的单位扩大的方法。前者的代表产品为美国苹果电脑公司的“Macintosh”所采用的“PowerPC”以及Sun Microsystems公司的“SPARC”。而后者的代表产品则为配备到Windows电脑中的Intel以及AMD的CPU。但是随着CPU运算速度的日益高速化,两者之间的技术差别越来越小。

  为了提高处理速度,必须要变更电路结构。但是当大面积改变电路后,有可能出现用户不能利用过去的软件资源的情况。为了避免出现这种状况,制造商在改变电路结构的同时,在芯片上面还保留了旧的电路结构。其结果,芯片结构变得越来越复杂,同时耗电量也越来越大。

  为了避免出现这种情况,Crusoe则采用了专用软件方法处理过去依靠硬件处理的针对应用软件和操作系统进行的代码转换处理。该专用软件便是“Code Mophing”。其结果,Crusoe成功地简化了电路的结构。由于电路结构的简化,芯片本身的体积不仅减小,还减少了芯片的耗电量。

  Code Mophing专用软件在电脑起动时自动读入,在CPU运行期间随时都可以被调用。该软件将各种应用软件送来的数据转换成Crusoe可以处理的形式。

  不过,当同样的信号反复发送时,如果每次都进行同样的转换的话则效率较低。因此,Crusoe将转换结果保存到被称为缓存的数据存贮区域之中。这样在进行同样的操作时,可从缓存读取转换结果,从而降低Code Mophing专用软件的运行次数,也相应地提高了处理速度,而且还可以降低耗电量。

  另外,使用Code Mophing专用软件的优点不仅可以简化芯片的结构。它还潜藏着割断过去一直存在着的CPU与特定的OS之间密切关系的可能性。一般来说,在CPU中用来进行运算处理所使用的信号即运算命令集都根据CPU的种类不同而不同。这也就是为Intel的CPU而开发的操作系统及软件不能在Macintosh电脑上运行的原因。

  ●对应苹果电脑的Crusoe登台?

  目前,在对应Windows 98等的操作系统的CPU中,除了Intel制造的Pentium III和Celeron等以外,还有与Intel的产品具有互换性的AMD制造的“K6-2”和“Athlon”等微处理器芯片。这些CPU对应的指令集统称为“x86指令集”。

  Crusoe是利用code Mophing软件将x86指令集转换成Crusoe能够处理的形式。在一般情况下,为了对应不同的指令集,需要重新进行芯片设计,但是在Crusoe则通过软件方法予以解决。因此将来即便推出Macintosh用的code Mophing软件也未尝不可。

  另外,使Crusoe的耗电量降低的因素并不仅仅是CPU结构。

  在被称为“Long Run”的耗电量调整功能中,根据所使用的应用软件负荷将CPU的工作频率划分为很多档次并且在不同档次的工作频率之间进行切换。比如当播放DVD(数码多用途光盘)以及播放MP3等CPU负荷较重的处理时,工作频率就被切换到最高档次,而在待机状态下则无限接近于零。

  据Transmeta公司透露,当工作频率接近于最高时其耗电量为2W左右,当使用美国微软的商务用软件“Office”等一般软件时的耗电量为1W左右,而当停止键盘输入时其耗电量为60mW左右。

  另外,在9月下旬Intel发表的面向笔记本电脑的CPU“Moblie Pentium III”中也以“Speed Step”的名称嵌入了切换工作频率的功能。不过Intel的技术是根据所使用的电源是交流电还是电池,来切换到事先指定的工作频率上的。在另外一种电源管理技术“Quick Star”中,在对处理性能要求不是很高时,据说耗电量将限制在1W以下。(Nikkei Business)

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