Managed hosting door True

Nieuwe 'softwarechip' met slanke Linux voor mobiele Internet-apparaten

Het ei-land van Crusoe

 

Breng ervaren én jong supertalent met veel geld van één van de oprichter van Microsoft bij elkaar in Silicon Valley onder een nietszeggende bedrijfsnaam, en je wekt nieuwsgierigheid. Laat iedereen gedurende vijf jaar zijn mond stijf gesloten houden en je intrigeert. Organiseer tenslotte een perspresentatie ter aankondiging van een nieuw microprocessorontwerp in Villa Montalvo, een van de elegantste landhuizen in de heuvels van Saratoga, en de verzamelde wereldpers stormt op je af. Computable zat vorige week vooraan bij de onthulling van Transmeta's Crusoe-chip.

De supergeheimzinnige starter Transmeta heeft eindelijk zijn product onthuld. 'We zeggen pas iets, wanneer we iets te zeggen hebben' was jarenlang de standaardreactie. Vorige week was het zover. Tijdens een druk bezochte presentatie voor pers en analisten, demonstreerde Transmeta de eerste twee chips van zijn Crusoe-familie en lichtte de technische achtergrond en het bedrijfsmodel toe. Vooraf werd druk gespeculeerd over de aard van de chips, zeker nadat Linus Torvalds, bedenker en kernel-bewaker van het besturingssysteem Linux, in dienst werd genomen. De naam van het bedrijf leverde weinig aanknopingspunten. Twee voorzetsels aan elkaar gekoppeld tot een woord dat eigenlijk niets betekent: trans (Latijn): over, aan de andere kant en meta (Grieks): over, anders. Betekent de bedrijfsnaam misschien "Het geeft geen pas om chips voor bureau-PC's in 'mobiele Internetcomputers' te proppen "Het geeft geen pas om chips voor bureau-PC's in 'mobiele Internetcomputers' te proppen Vertaling (translate) van programmatuur voor een meta-chiparchitectuur? Directeur Ditzel vond al die speculaties vermakelijk: "Het is echt heel erg moeilijk om een bedrijfsnaam te vinden die nog niet in gebruik is", zei hij een tijd geleden in één van zijn spaarzame interviews. Het blijkt nu te gaan om een nieuw type microprocessoren, die speciaal geschikt zijn voor draagbare computers: ze leveren uitstekende prestaties, vergelijkbaar met de Pentium-chips, bij een veel lager energieverbruik.

Volledig x86-compatibel

Transmetadirecteur en oprichter David Ditzel presenteerde de filosofie achter de Crusoe-chipfamilie. Volgens hem zijn chips te complex geworden; een nieuw ontwerp duurt jaren en het proces is bijna niet te managen. Eigenlijk zou je met een volledig nieuw ontwerp willen beginnen, maar de drempel daarvoor is hoog: voor een nieuwe cpu, met een nieuwe instructieset, moet ook de software opnieuw geschreven worden. Om terug te kunnen vallen op bestaande software moet een nieuwe chip volledig x86-compatibel zijn (de feitelijke Intelstandaard). Maar implementatie van x86-compatibiliteit in hardware leidt nou juist tot die verfoeide complexiteit. "De microprocessorindustrie zat gevangen in dit dilemma en kon niet 'buiten de box' denken; men wilde het silicium-probleem oplossen met nog meer silicium", aldus Ditzel.
Hij weet waar hij over praat. David Ditzel is begonnen als chipontwerper bij AT&T Bell Labs. Hij was destijds één van de eerste aanhangers van de Risc-architectuur (reduced instruction set computing), waar onder andere de Sparc en Powerpc-microprocessoren op gebaseerd zijn. Voordat hij zijn eigen bedrijf startte, was hij directeur van Sparc Laboratories van Sun Microsystems. Ditzel heeft een team samengesteld van zeer ervaren hardware- en software-ingenieurs. De succesvolle samenwerking tussen deze traditioneel verschillende culturen leidde uiteindelijk tot een doorbraak.
"Wij hebben gekozen voor een nieuw concept: een gecombineerde hardware/software-oplossing. Crusoe is de eerste microprocessor met een instructieset die volledig in software is geïmplementeerd!". Nu chips zo snel zijn geworden, kan software bepaalde hardware taken overnemen, wat resulteert in eenvoudiger hardware. Dergelijke chips zijn vanzelfsprekend sneller te ontwerpen en ook sneller te debuggen. In plaats van prutsen in hardware, wat maanden kan duren, kunnen softwarefouten snel hersteld worden. Transmeta heeft hier al ervaring mee opgedaan: een klant in Japan liep tegen een fout aan en binnen een week kon Transmeta de geteste correctie over het Internet aan de klant geven. Deze chips zijn ook goedkoper te fabriceren dan complexe chips met vergelijkbare prestaties. Bovendien verbruiken ze veel minder energie, onder andere vanwege het vervangen van transistoren door software.

'Mobiele Internetmicroprocessoren'

Sinds Transmeta's oprichting in 1995 is de wereld ingrijpend veranderd door het Internet. Transmeta hanteert nu vier uitgangspunten. Om te beginnen verandert het Internet alles, en dus ook microprocessoren. "Het geeft geen pas om chips voor bureau-PC's in 'mobiele Internetcomputers' te proppen", meent Ditzel. Verder zijn mensen mobiel en daarom worden ook computers meer en meer 'mobiel'. "Je gaat toch ook niet zonder zaktelefoon van huis, dus waarom dan wel zonder websites en je e-mail?", luidt de retorische vraag. Daarnaast is een volledige Internet-compatibiliteit een essentiële vereiste. Mensen willen een website volledig kunnen downloaden, inclusief 'plug-ins', geluid en beeld met de volle snelheid ontvangen en aanhangsels bij e-mailberichten kunnen lezen. Dit vereist 100 procent x86-compatibiliteit! Tenslotte zijn de levensduur van de batterij en het totale gewicht erg belangrijk voor de gebruikers van een 'mobiele Internetcomputer'.
De nieuwe software-georiënteerde ontwerpfilosofie en deze vier uitgangspunten hebben de eerste producten van de Crusoe-serie, de TM 3120 en TM 5400, bepaald. Het zijn 'mobiele Internetmicroprocessoren', die bestemd zijn voor draagbare computers. Het accent ligt op een laag energieverbruik bij een hoog prestatieniveau, zodat de gebruiker langdurig en met alle toeters en bellen kan Internetten op een lichtgewicht, draagbare computer. De chips zijn in eerste instantie dus bedoeld voor lichtgewicht laptops en een nieuwe categorie, namelijk de 'internetplankjes' (web pad). De huidige handpalm-apparaten met Internetverbinding bieden slechts een beperkte Internet-ervaring. Het scherm is veel te klein, e-mailaanhangsels kunnen niet geopend worden en 'plug-ins' zoals 'streaming video en adobe-pdf werken niet (webbrowser 'plug-ins' zijn x86-programma's). Laptops die wel volledige Internettoegang bieden zijn binnen twee uur door hun batterij heen.

Aanpassing klokfrequentie

Technisch gezien zijn Crusoe-chips zogenaamde vliw-processoren (very long instruction word, 128-bit) plus 'code morphing'-software. Deze software zet x86-instructies dynamisch om in de vliw-instructies van de microprocessor. Het resultaat is dat de Crusoe-chips compatibel zijn met alle x86 besturingssystemen en toepassingssoftware! De software zit opgeslagen in 'flash-Rom' en is het eerste programma dat gaat draaien wanneer de cpu opstart. Elke vliw-processor heeft voor elke 'target'-instructieset-architectuur (in dit geval x86) zijn eigen 'code morphing'-software. De TM 3120 en TM 5400 zijn bestemd voor enigszins verschillende toepassingen: een Internetplankje, respectievelijk een ultralichtgewicht laptop. Daarom hebben ze een wat andere hardware/software-optimalisatie en dus een ander hardware-ontwerp en een ander 'code morphing'-programma. De 'code morphing'-software vertaalt niet alleen instructies, maar optimaliseert ook. De software leert als het ware welke instructies veelvuldig gebruikt worden, optimaliseert die en verspilt geen tijd aan code die niet vaak uitgevoerd wordt. Transmeta heeft deze 'code morphing'-methode gepatenteerd.
De TM 5400 heeft nog een extra verrassing in petto: de kloksnelheid wordt tijdens gebruik aangepast aan de behoefte van de draaiende applicatie. Doug Laird, medeoprichter en vice-president Productontwikkeling, demonstreerde deze vinding aan de hand van een laptop met 'Crusoe Inside', waarop een DVD-film werd afgespeeld. De Crusoe-chip TM 5400 begint op 700 MHz, maar een 400 MHz chip kan een DVD-film ook prima vertonen. Binnen enkele seconden valt de klokfrequentie soepel terug naar 400 MHz. Bij een lagere klokfrequentie hebben de transistoren minder spanning nodig; de spanning loopt dus eveneens geleidelijk terug, van 1,65 naar 1,4 volt. Aangezien het energieverbruik evenredig is met de frequentie en het kwadraat van de spanning, resulteert de dynamische aanpassing in een 60 procent lager energieverbruik. Intel bereikt bij zijn x86 cpu's voor laptops een veel kleinere energiebesparing door de chip frequent aan en uit te schakelen en zo te switchen tussen de maximale klokfrequentie en 0 MHz. "Je kunt dat vergelijken met het snel aan en uit doen van een fel schijnende lamp, terwijl wij het licht dimmen tot de gewenste lichtsterkte", grapte een trotse Laird. De Crusoe-chips verbruiken in bedrijf ongeveer 1 watt. Na een paar seconden op inactief gaan de chips in een 'diepe slaap' stand, waarin ze slechts 10 milliwatt verbruiken.

Marketing

Jim Chapman, vice-president marketing, voorheen werkzaam bij Cyrix en Intel, deed de marketingplannen gedeeltelijk uit de doeken. "Wij richten ons op een volledige, 'multimedia Internet-ervaring' bij een gemakkelijke, draagbare 'vorm-factor'." De in deze marketingtaal verhulde boodschap luidt dat Transmeta allereerst mikt op een niche-markt tussen enerzijds zaktelefoons, palms en andere kleine handcomputers en anderzijds zware laptops en bureau-PC's. Chapman benadrukte dat marktanalysefirma's nu al een groei van meer dan 40 procent per jaar voor Internetapparaten voorspellen, zonder dat ze rekening hebben gehouden met het nieuwe Crusoe platform: een energiezuinige microprocessor plus een compacte vorm van het Linux-besturingssysteem.
Naam en logo - een geelgroene gekrulde C - zijn ontwikkeld samen met de naamgevingsfirma Lexicon. Namen eindigend op -ium of een letter-cijfer-combinatie waren uit den boze. "Dat riekt teveel naar verouderde technologie", grapte Chapman. "We hebben honderden namen bekeken. De naam moest uitstralen dat dit een 'ander' product is, dat met mobiliteit te maken heeft. We hebben 'Crusoe' getest in twintig landen; het blijkt een universele metafoor te zijn voor reiziger en mobiel." Het bedrijfsmotto luidt: "Elk apparaat met een batterij en een webbrowser krijgt een Crusoe".
Sommige journalisten waren zichtbaar teleurgesteld over de bescheiden rol die Linux-superheld Linus Torvalds tijdens de presentatie speelde. Op de verontwaardigde opmerking 'Jouw biografie zit niet in de persmap', reageerde Torvalds quasi-verbaasd. "Oh, nou, dat vat ik positief op. Ze zullen wel gedacht hebben dat iedereen mijn biografie kent." De persmap bevatte alleen de biografieën van het managementteam. Linus Torvalds is 'software engineer' en maakt geen deel uit van het management. Toen tijdens een vraag- en antwoordsessie steeds vragen aan Torvalds gesteld werden, reageerde hij: "Transmeta is een chipbedrijf waar Linux onderdeel is van een veel bredere strategie". Niets minder, maar ook niets meer.
Na afloop van de persconferentie was er gelegenheid om de chip bij enkele demo's in actie te zien in concrete producten. Maar Transmeta wilde niet vertellen welke apparatenbouwers met 'Crusoe Inside' op de markt zullen komen. "Dit is onze persconferentie; wij onthullen nu onze chips. Onze klanten zullen zelf met mededelingen komen; na vandaag kan dat.", herhaalde Ditzel op de zoveelste vraag waarom er geen klanten bij de perspresentatie aanwezig zijn. (Inderdaad heeft S3, onder andere bekend van de MP3 Rio-speler, inmiddels bekend gemaakt dat het samen met Transmeta een Internetplankje gaat ontwikkelen).

Verstorende innovatie?

Transmeta heeft de afgelopen jaren van verschillende durfkapitaalfirma's geldinjecties gekregen, waaronder de firma's van Microsofts mede-oprichter Paul Allen en van internationaal financier George Soros. Met het uiteindelijke resultaat zal Microsoft in zijn nopjes zijn, vooral gezien de moeizame acceptatie van Windows CE. Met een Crusoe chip kan Windows gebruikt worden bij toepassingen waar een laag energieverbruik essentieel is. Maar ook in deze markt wordt Microsoft nu geconfronteerd met 'open source'-concurrent Linux, dat hoge ogen lijkt te gooien in het segment van de Internetplankjes, waar prijs, prestaties en compactheid van doorslaggevend belang zijn. De enorme belangstelling in de Amerikaanse pers voor Linux heeft Transmeta flink geholpen. Met een minimale pr-inspanning heeft Transmeta in IT-kringen al enorme naamsbekendheid gekregen, terwijl talloze startende bedrijven miljoenen guldens aan reclame spenderen om boven elkaars herrie uit te komen!
Het tijdstip van introductie lijkt in ieder geval gunstig: het tijdperk na de bureau-PC is aangebroken. Aan draagbare apparaten worden vanzelfsprekend heel andere eisen gesteld. Een laag gewicht, kleine afmetingen, handzaam formaat, snel aan en een zeer gering energieverbruik zijn essentieel. Maar de cpu is niet de enige energieverslinder, dus de procentuele reductie in energieverbruik is geringer dan die van de chip alleen.
Bij de ultralichtgewicht PC's verdubbelen deze eerste chips de levensduur van de batterij. Dat is zeker niet revolutionair maar wel significant, en dit zijn pas de eerste producten. Het is uiteraard nog veel te vroeg om te weten in hoeverre dit een 'verstorende innovatie' is voor Intel, AMD, Mips en anderen. Maar Clayton Christensens boek 'The Innovator's Dilemma, When New Technologies Cause Great Firms to Fail' is bij veel bedrijven in en buiten Silicon Valley een bestseller en Transmeta is inmiddels op de radar verschenen.
 
Caroline Beijer, freelance medewerker
 
Crusoe ontleed
De Crusoe-chip TM 3120 is bestemd voor Internetplankjes. De chip is nu leverbaar met klokfrequenties van 333 MHz en 400 MHz, heeft 96 kilobyte Level 1-cachegeheugen, is niet groter dan 77 mm2 en kost 65, respectievelijk 89 dollar. De chip TM 5400 is vooral bestemd voor lichtgewicht laptops, komt medio dit jaar in productie en is nu als 'monster' beschikbaar met klokfrequenties van 500 MHZ en 700 MHz. De chip heeft 128 kilobyte Level 1 cachegeheugen en 256 kB Level 2 en is niet groter dan 73 mm2. De prijs bedraagt 119 respectievelijk 329 dollar. Beide chips worden gemaakt door IBM. Ze kunnen alle x86-besturingssystemen en -toepassingssoftware draaien. De TM 3120 is vooral erg goed in combinatie met een compacte vorm van Linux ('mobiele Linux', 32 MB), terwijl de TM 5400 ook met de Windows-varianten overweg kan. De Crusoe chips verbruiken in bedrijf ongeveer 1 watt. Na een paar seconden op inactief gaan de chips in een 'diepe slaap'-stand, waarin ze slechts 10 milliwatt verbruiken.

Dit artikel is afkomstig van Computable.nl (https://www.computable.nl/artikel/1423722). © Jaarbeurs IT Media.

?


Lees meer over


 
Vacatures

Stuur door

Stuur dit artikel door

Je naam ontbreekt
Je e-mailadres ontbreekt
De naam van de ontvanger ontbreekt
Het e-mailadres van de ontvanger ontbreekt

×
×