ترانسميتا كروزو

تُعدّ Transmeta Crusoe عائلة من المعالجات الدقيقة المتوافقة مع x86 والتي طورتها شركة Transmeta وتم طرحها في عام 2000.

بدلاً من تنفيذ بنية مجموعة التعليمات في الأجهزة، أو ترجمتها بواسطة أجهزة متخصصة، يعتمد معالج كروزو على طبقة تجريد برمجية، أو آلة افتراضية ، تُعرف باسم برنامج تحويل الشفرة (CMS). يقوم برنامج تحويل الشفرة بترجمة تعليمات لغة الآلة الواردة من البرامج إلى تعليمات أصلية للمعالج الدقيق. وبهذه الطريقة، يستطيع معالج كروزو محاكاة بنيات مجموعات التعليمات الأخرى . ويُستخدم هذا لتمكين المعالجات الدقيقة من محاكاة مجموعة تعليمات Intel x86 .

يتميز معالج كروسو بأسلوبه الفريد في تحقيق التوافق مع معمارية x86. فبدلاً من تنفيذ بنية مجموعة التعليمات في العتاد، أو ترجمتها بواسطة عتاد متخصص، يعتمد كروسو على طبقة تجريد برمجية، أو آلة افتراضية ، تُعرف ببرنامج تحويل الشفرة (CMS). يقوم برنامج CMS بترجمة تعليمات لغة الآلة الواردة من البرامج إلى تعليمات أصلية للمعالج الدقيق. وبهذه الطريقة، يستطيع كروسو محاكاة بنيات مجموعات تعليمات أخرى (ISAs). يُستخدم هذا لتمكين المعالجات الدقيقة من محاكاة مجموعة تعليمات Intel x86 . نظريًا، يُمكن تعديل برنامج CMS لمحاكاة بنيات مجموعات تعليمات أخرى. وقد أثبتت شركة ترانسميتا قدرة كروسو على تنفيذ بايت كود جافا من خلال ترجمة البايت كود إلى تعليمات في مجموعة تعليماته الأصلية. إن إضافة طبقة تجريد بين تدفق تعليمات x86 والعتاد تعني إمكانية تغيير بنية العتاد دون الإخلال بالتوافق، وذلك بمجرد تعديل برنامج CMS. على سبيل المثال، يتميز معالج Transmeta Efficeon - وهو تصميم من الجيل الثاني من Transmeta - بنواة VLIW بعرض 256 بت مقابل نواة 128 بت في معالج Crusoe. كما يدعم Efficeon تعليمات SSE.

معالج كروسو هو معالج دقيق من نوع VLIW يُنفذ حزمًا من التعليمات، تُسمى " جزيئات" من قِبل شركة ترانسميتا. تحتوي كل جزيئة على تعليمات متعددة، تُسمى "ذرات" . يقوم برنامج تحويل الشفرة بترجمة تعليمات x86 إلى تعليمات أصلية. يبلغ طول التعليمات الأصلية 32 بت. يمكن تنفيذ التعليمات التي تستوفي مجموعة من الشروط في وقت واحد، وتُدمج لتكوين جزيئة من 64 بت أو 128 بت تحتوي على ذرتين أو أربع ذرات ، على التوالي. في حال عدم وجود تعليمات كافية لملء جزيئة، يُضيف البرنامج تعليمات NOP كحشو لملء الخانات الفارغة. هذا الإجراء مطلوب في جميع بنى VLIW، ويُنتقد لعدم كفاءته، ولهذا السبب توجد جزيئات بأطوال مختلفة.

يُنفّذ معالج كروسو بعض الوظائف التي كانت تُنفّذ تقليديًا في الأجهزة (مثل إعادة ترتيب التعليمات) برمجيًا، مما ينتج عنه جهاز أبسط بعدد أقل من الترانزستورات . وبفضل بساطة تصميمه، يستهلك كروسو طاقة أقل (وبالتالي يُولّد حرارة أقل) من المعالجات الدقيقة الأخرى المتوافقة مع x86 والتي تعمل بنفس التردد.  وقد شغّل معالج كروسو بتردد 700 ميجاهرتز برامج x86 بسرعة  معالج بنتيوم III x86 بتردد 500 ميجاهرتز، ^{[ 1 ]} على الرغم من أن معالج كروسو كان أصغر حجمًا وأقل تكلفة من معالج إنتل المُماثل. ^{[ 1 ]}

كان معالج Crusoe متوفرًا في البداية بنسختين: TM3120 (الذي سُمي لاحقًا TM3200) للتطبيقات المدمجة، وTM5400 للحوسبة الشخصية منخفضة الطاقة. ^{[ 2 ]} استند كلا المعالجين إلى نفس البنية، لكنهما اختلفا في تردد الساعة ودعم الأجهزة الطرفية. صُنعت معالجات TM3120/TM3200 بسرعات 333 (TM3120 فقط)، و366، و400  ميجاهرتز باستخدام  تقنية 220 نانومتر. ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]} يحتوي على ذاكرة تخزين مؤقتة من المستوى الأول (L1) بسعة 96 كيلوبايت (64  كيلوبايت للتعليمات و32  كيلوبايت للبيانات)، ولا يحتوي على ذاكرة تخزين مؤقتة من المستوى الثاني (L2). يحتوي معالج TM3120/TM3200 على وحدة تحكم مدمجة في ذاكرة SDRAM وواجهة PCI . تبلغ مساحته 77 مم² ^، ويستخدم مصدر طاقة 1.5 فولت، ويستهلك طاقة أقل من 1.5 واط (عادةً). ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]} يختلف معالج TM5400 عن معالجي TM3120/TM3200 باحتوائه على ذاكرة تخزين مؤقتة من المستوى الأول (L1) بسعة 128 كيلوبايت (بالإضافة إلى ذاكرة تخزين مؤقتة للبيانات بسعة 32 كيلوبايت)، فضلاً عن دعمه لذاكرة DDR، وذاكرة تخزين مؤقتة موحدة من المستوى الثاني (L2) بسعة 256 كيلوبايت، وتقنية LongRun لخفض استهلاك الطاقة، المصنعة باستخدام عملية تصنيع أصغر بحجم 180 نانومتر. ^{[ 3 ] [ 6 ]} تبلغ مساحته 73 مم² ^، ويعمل بجهد 1.10 فولت (بتردد 25%) و1.6 فولت (بتردد 100%)، ويستهلك طاقة تتراوح عادةً بين 0.5 و1.5 واط، وبحد أقصى 6 واط. ^{[ 3 ] [ 6 ]} لاحقًا، تم طرح معالج TM5600 كإصدار متطور من معالج TM5400، مزودًا بضعف سعة ذاكرة التخزين المؤقتة من المستوى الثاني (L2) (512 كيلوبايت مقابل 256 كيلوبايت). ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]} كان كل من TM5400 وTM5600 يعملان بترددات ساعة تتراوح بين 500 و700 ميجاهرتز. ^{[ 9 ]}              

يُعدّ كلٌّ من TM5500 وTM5800 نسخًا مُصغّرة من TM5400 وTM5600، مُصنّعة بتقنية TSMC 130  نانومتر، بترددات ساعة تتراوح بين 667 و1000  ميجاهرتز. ^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]} أما النسخ المُدمجة، المُصممة للاستخدام المُتواصل لمدة 10 سنوات، فقد سُوّقت تحت اسم Crusoe SE (اختصارًا لـ Special Embedded) TM55E وTM58E على التوالي، بترددات ساعة تتراوح بين 667 و993  ميجاهرتز. ^{[ 13 ]}

يُزيل معالج TM5700/TM5900 دعم ذاكرة SDRAM من وحدة التحكم المدمجة بالذاكرة، ويأتي الآن في حزمة FC-OBGA أصغر بنسبة 54% ذات 399 طرفًا، بدلاً من حزمة BGA الخزفية ذات 479 طرفًا المستخدمة سابقًا. ^{[ 9 ] [ 12 ] [ 14 ]} ويظل تردد الساعة ثابتًا بين 667 و1000  ميجاهرتز. ^{[ 15 ]}

كانت شركة ترانسميتا شركةً لتصميم أشباه الموصلات بدون مصانع، أي أنها لم تكن تمتلك مرافق لتصنيع تصاميمها. وبدلاً من ذلك، تم تصنيع كلا المعالجين بواسطة شركة آي بي إم للإلكترونيات الدقيقة، وهي قسم أشباه الموصلات في شركة آي بي إم . قامت آي بي إم بتصنيع معالج كروسو بتقنية  CMOS بدقة 0.18 ميكرومتر مع خمسة مستويات من التوصيلات النحاسية .

يدعم معالج Crusoe تقنية MMX ولكنه لا يدعم SSE . ^{[ 16 ]} اعتبارًا من عام 2022، تتطلب معظم متصفحات ويندوز ولينكس، وبعض البرامج الأخرى، دعم SSE أو SSE2 ؛ ^{[ 17 ]} وبالتالي، لن تعمل هذه البرامج على منصة Crusoe. على سبيل المثال، توقف متصفح Firefox عن دعم الأنظمة التي لا تدعم SSE2 في عام 2017، ^{[ 18 ]} على الرغم من أن K-Meleon كان يعمل بدون SSE على نظام ويندوز XP. أضاف معالج Efficeon دعمًا لتقنيتي SSE وSSE2. ^{[ 19 ]}

• هالفيل، توم ر. (14 فبراير 2000). "ترانسميتا تكسر حاجز الطاقة المنخفضة x86". تقرير المعالج الدقيق .
• هالفيل، توم ر. (10 يوليو 2000). "أكبر موردي أجهزة الكمبيوتر الشخصية يتبنون كروزو". تقرير المعالج الدقيق .

• نظام لينكس على أجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة الكمبيوتر الدفترية المزودة بمعالجات Transmeta في أرشيف Wayback Machine (تمت أرشفته في 29-12-2017)
• كشف النقاب عن كروزو: بنية ترانسميتا TM5xxx 1
• كشف النقاب عن كروزو: بنية ترانسميتا TM5xxx 2
• ترانسميتا: هل انتهى الأمر؟