La incidencia del número de transistores en el consumo de un chip es determinante. Cuanto más compleja sea la lógica interna de un procesador, mayor número de circuitos integrará, aumentando el consumo. Del mismo modo, cuanto más grande sea la frecuencia con que los flip-flops conmutan su estado interno, también se incrementa su consumo. Este esquema de funcionamiento no es preocupante en equipos conectados permanentemente a la red eléctrica, pero sí lo es en dispositivos portátiles. Para solucionarlo, los responsables del diseño de los procesadores Crusoe han optado por reducir su complejidad y, en consecuencia, la cantidad de transistores. Esto podría conllevar una razonable pérdida de funcionalidad; sin embargo, no es así.
¿Por qué? Cada uno de estos “micros” es en realidad una exótica combinación de hardware y software, de forma que este último elemento es el responsable de desempeñar las tareas más complejas, aquellas que deberían llevar a cabo las unidades funcionales ausentes. Grosso modo, este software es el encargado de determinar qué instrucciones formarán parte del cauce de ejecución y en qué momento exacto se procesarán. Tal diseño redunda, obviamente, en un consumo energético muy inferior al de otras soluciones, así como en un menor índice de disipación de calor.
La combinación de este potente módulo de software, bautizado por los responsables de su implementación como Code Morphing, y la tecnología de gestión de energía LongRun permite optimizar al máximo la duración de la batería del equipo. El funcionamiento de esta última técnica se basa en un algoritmo capaz de monitorizar el procesador y evaluar su carga de trabajo en un instante dado. Cuando este elemento está ocioso, el algoritmo Long- Run integrado en el software Code Morphing modifica el voltaje y la frecuencia de trabajo del microprocesador a la baja, ahorrando una apreciable cantidad de energía. Como es obvio, cuando la carga de trabajo es elevada, ambos parámetros adoptarán el valor adecuado conforme a la actividad de la CPU. Pero lo más sobresaliente de este proceso de conmutación es que no define tan sólo dos estados, sino una completa amalgama de configuraciones que permiten al “micro” adaptarse con precisión a la carga de trabajo, de manera que se optimiza el consumo.
Paralelamente, este patrón de funcionamiento sugiere una posibilidad hasta la fecha inaudita en el ámbito de los microprocesadores: si una parte importante de la CPU es, en definitiva, un módulo de software, ha de ser posible actualizarlo. Y, efectivamente, así es. Esta opción permite a cualquier usuario de un procesador Crusoe beneficiarse de la corrección de algún error, de la mejora en el rendimiento o, incluso, del incremento de su funcionalidad, haciendo suyas tecnologías incipientes que contribuirán de forma decisiva a alargar la vida del dispositivo.
La novedosa capa de software que ha reclamado nuestra atención es la responsable de la traducción dinámica de las instrucciones x86 al conjunto VLIW (Very Long Instruction Word), ya que estas últimas son inteligibles por el núcleo de los microprocesadores Crusoe.
Uno de ellos es un Intérprete; se encarga de procesar instrucción a instrucción, así como de ubicar aquellos bloques de código ejecutados con menor frecuencia y susceptibles de ser optimizados en el proceso de conversión al formato de instrucciones VLIW. El otro es un Traductor, responsable de la localización de los bloques de código que albergan las instrucciones x86 utilizadas con mayor frecuencia, así como de su posterior compilación y optimización a VLIW. Este proceso de traducción reduce el número de instrucciones que deben ser ejecutadas, lo que redunda en una sensible mejora del rendimiento frente al esquema de funcionamiento convencional de un chip.
No obstante, los ingenieros de Transmeta han implementado en él un algoritmo capaz de detectar qué bloques de código incorporan instrucciones x86 que han sido traducidas con anterioridad y detener dicho proceso. En este caso, es necesario recuperar aquellas ya procesadas, lo que permite ahorrar el tiempo invertido en la tarea de traducción. Para tal propósito, es necesario reservar una zona de la memoria conocida como caché de traducción, a la que no pueden acceder las instrucciones x86 y que es utilizada para almacenar las ya traducidas, facilitando su reutilización.
La mayor parte del software incorpora un elevado número de ellas repetidas a lo largo de todo el código, por lo que este esquema redunda en una importante mejora en el ámbito de la productividad. Como es lógico, su proceso de traducción a formato VLIW requiere invertir un tiempo que contribuye a penalizar el rendimiento del microprocesador. Sin embargo, la utilización de la caché de traducción permite disipar en gran medida este hándicap.
Firmas de prestigio como Sony, Nec, Casio o Fujitsu, han optado por instalar en sus ultraligeros Tablet PC algunos de los miembros de la familia de microprocesadores Crusoe, en aras de obtener la mejor relación entre los parámetros de rendimiento, consumo e índice de disipación de calor. Por el momento, el Tablet PC que analizamos está gobernado por un Crusoe TM5800 a 1 GHz. Sin embargo, es de esperar que esta plataforma represente el empujón definitivo a la alternativa Intel y AMD.
Aunque pueda parecer que los microprocesadores Crusoe son de reciente aparición, nada más lejos de la realidad. La compañía californiana, afincada en Santa Clara y entre cuyos miembros hay que anotar el nombre de Linus Torvalds, presentó los primeros “micros” de la saga Crusoe el 19 de enero del 2000. No obstante, la supremacía en este área de gigantes como Intel y AMD contribuye a dificultar el reconocimiento de cualquier producto de la competencia. Tan sólo aquellas soluciones realmente innovadoras y concebidas para acaparar los huecos que aún no han sido ocupados por estas dos corporaciones tienen ciertas probabilidades de éxito. Los procesadores Crusoe constituyen, en la actualidad, la única opción merecedora de ello.
Los ingenieros de Transmeta presumen de haber desarrollado un producto totalmente compatible con la arquitectura x86, avalado, además, por un consumo y un índice de disipación de calor muy reducidos. Estas características sitúan a estos procesadores como una de las opciones más interesantes cuando se trata de gobernar un equipo en el que debe primar la portabilidad. El bajo consumo redunda en una mayor longevidad de las baterías y el escaso calor disipado hace innecesaria la instalación de sistemas de refrigeración pesados y voluminosos.
