Transmeta Corporation era una empresa estadounidense de semiconductores sin fábrica con sede en Santa Clara, California . Desarrolló microprocesadores de bajo consumo compatibles con x86 basados en un núcleo VLIW y una capa de software denominada Code Morphing Software .
El software de transformación de código (CMS) constaba de un intérprete , un sistema de ejecución y un traductor binario dinámico . Las instrucciones x86 se interpretaban primero una instrucción a la vez y se perfilaban; luego, dependiendo de la frecuencia de ejecución de un bloque de código, el CMS generaría progresivamente traducciones más optimizadas. [3] [4] [5]
El núcleo de VLIW implementó funciones diseñadas específicamente para acelerar el CMS y las traducciones. Entre las funciones se encontraban el soporte para especulación general, detección de alias de memoria y detección de código x86 automodificable. [3] [4] [5]
La combinación de CMS y el núcleo VLIW permitió lograr compatibilidad total con x86 manteniendo el rendimiento y reduciendo el consumo de energía. [3] [4] [5]
Transmeta fue fundada en 1995 por Bob Cmelik, Dave Ditzel, Colin Hunter, Ed Kelly, Doug Laird, Malcolm Wing y Greg Zyner. [6] [7]
Su primer producto, el procesador Crusoe, fue lanzado el 19 de enero de 2000. Transmeta salió a bolsa el 7 de noviembre de 2000. El 14 de octubre de 2003, lanzó su segundo producto importante, el procesador Efficeon. En 2005, Transmeta aumentó su enfoque en la concesión de licencias de su cartera de tecnologías de microprocesadores y semiconductores. [8] Después de los despidos en 2007, Transmeta hizo un cambio completo de la producción de semiconductores a la concesión de licencias de propiedad intelectual. [9] En enero de 2009, la empresa fue adquirida por Novafora [10] y la cartera de patentes se vendió a Intellectual Ventures . Novafora cesó sus operaciones en agosto de 2009. Intellectual Ventures licencia la propiedad intelectual de Transmeta a otras empresas de forma no exclusiva. [11]
Transmeta produjo dos arquitecturas de CPU compatibles con x86 : Crusoe y Efficeon (los nombres de código internos eran "Fred" y "Astro"). Estas CPU han aparecido en subportátiles , notebooks , computadoras de escritorio , servidores blade , tabletas , una computadora personal en clúster y una computadora de escritorio silenciosa, donde el bajo consumo de energía y la disipación de calor son de importancia primordial.
Antes de la adquisición de 2009 por parte de Novafora, Transmeta había tenido un éxito moderado en la concesión de licencias de su propiedad intelectual. Los licenciantes de la tecnología de Transmeta son Intel (con una licencia perpetua y no exclusiva para todas las patentes y solicitudes de patentes de Transmeta, incluidas las que Transmeta pudiera adquirir antes del 31 de diciembre de 2017), [12] Nvidia (con una licencia no exclusiva para las tecnologías LongRun y LongRun2 de Transmeta y otra propiedad intelectual), [13] Sony (licenciataria de LongRun2), [14] Fujitsu (licenciataria de LongRun2) [15] y NEC (licenciataria de LongRun2). [16]
Fundada en 1995, Transmeta comenzó como una start-up discreta . La empresa tuvo mucho éxito en ocultar sus ambiciones hasta su lanzamiento oficial el 19 de enero de 2000. [17] Más de 2000 acuerdos de confidencialidad (NDA) se firmaron durante el período de invisibilidad. [18] Durante los primeros años de Transmeta, se sabía poco sobre lo que exactamente ofrecería. Su sitio web se puso en línea a mediados de 1997 y durante aproximadamente dos años y medio no mostró nada más que el texto "Esta página web aún no está aquí".
El 12 de noviembre de 1999 apareció un comentario críptico en el HTML: [19]
Sí, hay un mensaje secreto, y es éste: la política de Transmeta ha sido la de permanecer en silencio sobre sus planes hasta tener algo que demostrar al mundo. El 19 de enero de 2000, Transmeta va a anunciar y demostrar lo que pueden hacer los procesadores Crusoe. Simultáneamente, todos los detalles se publicarán en este sitio Web para que todos los usuarios de Internet puedan verlos. Crusoe será un hardware y software geniales para aplicaciones móviles. Crusoe será poco convencional, por lo que queríamos avisarles con anticipación para que vengan a ver el sitio Web completo en enero, para que puedan obtener la historia completa y tener acceso a todos los detalles reales tan pronto como estén disponibles.
Transmeta intentó contratar personal para la empresa en secreto, aunque no eran raras las especulaciones en línea. [20] Poco a poco, surgió información de la empresa que sugería que estaba trabajando en un diseño de palabra de instrucción muy larga (VLIW) que traducía el código x86 a su propio código VLIW nativo.
El 19 de enero de 2000, Transmeta celebró un evento de lanzamiento en Villa Montalvo , en Saratoga, California [21] y anunció al mundo que había estado trabajando en un procesador de traducción binaria dinámica compatible con x86 llamado Crusoe. También publicó un informe técnico de 18 páginas [3] que describía la tecnología.
Transmeta comercializó su tecnología de microprocesadores como extraordinariamente innovadora y revolucionaria en el segmento de mercado de bajo consumo. Esperaban ser líderes tanto en potencia como en rendimiento en el espacio x86, pero las revisiones iniciales de Crusoe indicaron que el rendimiento estaba significativamente por debajo de las proyecciones. [22] Además, mientras Crusoe estaba en desarrollo, Intel y AMD aumentaron significativamente las velocidades y comenzaron a abordar las preocupaciones sobre el consumo de energía. De modo que Crusoe fue rápidamente acorralado en un segmento del mercado de bajo volumen, factor de forma pequeño (SFF) y bajo consumo de energía. [ cita requerida ]
El 7 de noviembre de 2000 (día de las elecciones estadounidenses), Transmeta realizó su oferta pública inicial a un precio de 21 dólares por acción. El valor alcanzó un máximo de 50,26 dólares antes de estabilizarse en 46 dólares por acción el día de la apertura. Esto convirtió a Transmeta en la última de las grandes IPO de alta tecnología de la burbuja puntocom . Su desempeño del día de apertura no sería superado hasta la IPO de Google en 2004.
La empresa tuvo sus primeros despidos en julio de 2002, reduciendo la plantilla de la empresa en un 40%. [23]
El 14 de octubre de 2003, Transmeta anunció el procesador Efficeon, que, según se afirmaba, tenía el doble de rendimiento que la CPU Crusoe original a la misma frecuencia. [ cita requerida ] Sin embargo, el rendimiento seguía siendo débil en relación con la competencia y la complejidad del chip había aumentado significativamente. El mayor tamaño y consumo de energía pueden haber diluido una ventaja clave en el mercado que los chips de Transmeta habían disfrutado anteriormente sobre la competencia. [ cita requerida ]
En enero de 2005, la empresa anunció su primera reestructuración estratégica, dejando de ser una empresa de productos semiconductores y comenzando a centrarse en la concesión de licencias de propiedad intelectual. [8] En marzo de 2005, Transmeta anunció que despediría a 68 personas y que conservaría a 208 empleados. Se informó que Sony era un licenciatario clave de la tecnología de Transmeta y aproximadamente la mitad de los empleados restantes iban a trabajar en la tecnología de optimización energética LongRun2 para Sony.
El 31 de mayo de 2005, Transmeta anunció la firma de acuerdos de compra de activos y licencias con Culture.com Technology Limited de Hong Kong. El acuerdo fracasó debido a demoras en la obtención de licencias de exportación de tecnología del Departamento de Comercio de los EE. UU. y las partes anunciaron la rescisión de los acuerdos el 9 de febrero de 2006.
El 10 de agosto de 2005, Transmeta anunció su primer trimestre rentable. A esto le siguió el informe de GameSpot del 20 de marzo de 2006 de que Transmeta estaba trabajando en un proyecto "sin nombre" de Microsoft . Resultó que se trataba de una plataforma segura bajo la marca AMD para el programa FlexGo de Microsoft . [24]
El 11 de octubre de 2006, Transmeta anunció que había presentado una demanda contra Intel Corporation por infracción de diez patentes estadounidenses de Transmeta que abarcaban tecnologías de arquitectura informática y eficiencia energética. La demanda acusaba a Intel de haber infringido y seguir infringiendo las patentes de Transmeta al fabricar y vender una variedad de productos de microprocesadores, incluyendo al menos las líneas de productos Pentium III, Pentium 4, Pentium M, Core y Core 2 de Intel.
El 7 de febrero de 2007, Transmeta cerró su división de servicios de ingeniería y despidió a 75 empleados en el proceso. Esto se produjo al mismo tiempo que se anunció que la empresa ya no desarrollaría ni vendería hardware y se centraría en el desarrollo y la concesión de licencias de propiedad intelectual. [9] Posteriormente, AMD invirtió 7,5 millones de dólares en Transmeta, con la intención de utilizar la cartera de patentes de la empresa en tecnologías de eficiencia energética. [25]
El 24 de octubre de 2007, Transmeta anunció un acuerdo para resolver su demanda contra Intel Corporation. Intel aceptó pagar 150 millones de dólares por adelantado y 20 millones de dólares por año durante cinco años a Transmeta, además de retirar sus contrademandas contra Transmeta. Transmeta también aceptó licenciar varias de sus patentes y asignar una pequeña cartera de patentes a Intel como parte del acuerdo. [12] Transmeta también aceptó no volver a fabricar procesadores compatibles con x86. Un punto delicado importante en el litigio de Intel fue el pago de aproximadamente 34 millones de dólares a tres de los ejecutivos de Transmeta. [26] [27] A fines de 2008, Intel y Transmeta llegaron a un nuevo acuerdo para transferir los 20 millones de dólares por año en una suma global.
El 8 de agosto de 2008, Transmeta anunció que había licenciado sus tecnologías de chips LongRun y de bajo consumo a Nvidia por una tarifa única de licencia de 25 millones de dólares. [13] El 17 de noviembre, Transmeta anunció la firma de un acuerdo definitivo para ser adquirida por Novafora, una empresa de procesadores de vídeo digital con sede en Santa Clara, California , por 255,6 millones de dólares en efectivo, sujeto a ajustes en función del capital de trabajo. [28] El acuerdo se finalizó el 28 de enero de 2009, cuando Novafora anunció la finalización de su adquisición de Transmeta. [29]
Intellectual Venture Funding LLC [30] completó la adquisición de la cartera de patentes anteriormente desarrollada y propiedad de Transmeta Corporation el 4 de febrero de 2009. [28]
Debido a problemas financieros y a la incapacidad de ejecución, Novafora colapsó a fines de julio de 2009. [31] [32]
Transmeta tuvo una sucesión de seis directores ejecutivos diferentes que dirigieron la empresa a lo largo de su existencia.
Entre su equipo de tecnólogos, Transmeta empleaba a algunas de las figuras más públicas de la industria, incluyendo al fundador de Linux, Linus Torvalds , al desarrollador del núcleo de Linux, Hans Peter Anvin , al autor de Yacc , Stephen C. Johnson , [33] [34] y al desarrollador de juegos Dave D. Taylor . En parte debido a la presencia de estas figuras, la industria estaba constantemente llena de rumores y " teorías de conspiración ", lo que resultó en excelentes relaciones con la prensa .
Los siguientes gráficos muestran los ingresos, los gastos operativos, las ganancias brutas y las pérdidas netas de la empresa desde 1996 hasta 2007. [1] [35] [36] Los números están en miles según los informes 10-K. La empresa fue nombrada una vez como la empresa más importante de Silicon Valley en un editorial de la revista Upside , pero no logró obtener rentabilidad mientras fue vendedora de chips.
Transmeta recibió un total de 969 millones de dólares en financiación durante su existencia. [ cita requerida ]
Crusoe fue la primera familia de microprocesadores de Transmeta, llamada así en honor al personaje literario Robinson Crusoe . [ cita requerida ]
Transmeta perdió mucha credibilidad y soportó críticas significativas debido a las grandes discrepancias entre el rendimiento proyectado y el consumo de energía y los resultados reales. Aunque el consumo de energía fue algo mejor que las ofertas de Intel y AMD, la experiencia del usuario final (es decir, la duración de la batería) solo mostró una mejora general marginal. [37] [ verificación fallida ] En primer lugar, el Code Morphing Software (CMS) combinado con la arquitectura de caché infló artificialmente las comparaciones entre los puntos de referencia y las aplicaciones del mundo real. Esto se debe a la naturaleza repetitiva de los puntos de referencia y sus pequeñas huellas. La sobrecarga del software CMS puede haber sido en realidad una causa clave de un rendimiento mucho menor para muchas aplicaciones del mundo real; la arquitectura de núcleo VLIW simple no podía competir en aplicaciones intensivas en computación; y la interfaz southbridge estaba limitada por su bajo ancho de banda para gráficos u otras aplicaciones intensivas en E/S. Algunos puntos de referencia estándar incluso no se ejecutaron, lo que puso en duda la afirmación de compatibilidad total con x86. [22]
El procesador Efficeon fue el diseño de procesador VLIW de 256 bits de segunda generación de Transmeta . Al igual que el Crusoe (una arquitectura VLIW de 128 bits ), Efficeon hizo hincapié en la eficiencia computacional, el bajo consumo de energía y una huella térmica reducida.
Un Transmeta Efficeon de 1,6 GHz modelo 2004 (fabricado con un proceso de 90 nm ) tenía aproximadamente las mismas características de rendimiento y potencia que un Intel Atom de 1,6 GHz de 2008 (fabricado con un proceso de 45 nm ). [38] [ verificación fallida ] El Efficeon incluía un Northbridge integrado , mientras que el Atom de la competencia requería un chip Northbridge externo, lo que reducía gran parte de los beneficios del consumo de energía del Atom.
El procesador Transmeta Efficeon solucionó muchas de las deficiencias de Crusoe y mostró una mejora de aproximadamente el doble en el mundo real con respecto a Crusoe. Su chip era considerablemente más pequeño que el Pentium 4 y el Pentium M, cuando se comparaban en la misma tecnología de proceso. El chip de Efficeon fabricado en 90 nm es de 68 mm2 , que es el 60% del Pentium 4 en 90 nm, a 112 mm2 , y ambos procesadores poseen una caché L2 de 1 MB.
La noción de vender un producto en una envoltura térmica específica no fue comprendida por la mayoría de los críticos, que tendieron a comparar Efficeon con la gama de microprocesadores x86, independientemente del consumo de energía o la aplicación. [¿ Síntesis incorrecta? ] Un ejemplo de esta crítica sugiere que el rendimiento todavía estaba significativamente por detrás del Pentium M de Intel (Banias) y el Mobile Athlon XP de AMD . [39]
Los procesadores Transmeta eran núcleos de instrucciones muy largas (VLIW) ordenados que ejecutaban una capa de software de traducción binaria dinámica especial que, en conjunto, implementaba la compatibilidad con la arquitectura x86. Transmeta registró el término "Code Morphing" para describir su tecnología [40] y se refirió a la capa de software como Code Morphing Software (CMS).
Transmeta utilizó polarización inversa del cuerpo para reducir la potencia utilizada en un factor de aproximadamente 2,5. (Una tecnología similar se utilizó en los procesadores XScale .) [41]
Code Morphing Software ( CMS ) es la tecnología que utilizan los microprocesadores Transmeta para ejecutar instrucciones x86 . [42] [43] En términos generales, CMS lee instrucciones x86 y genera instrucciones para un procesador VLIW propietario , al estilo de Shade. [44] La traducción de CMS es mucho más cara que la de Shade, pero produce un código de mucha mayor calidad. CMS también contiene un intérprete y simula el funcionamiento tanto en modo usuario como en modo sistema.
El software Code Morphing constaba de un intérprete , un sistema de ejecución y un traductor binario dinámico . Las instrucciones x86 se interpretaban primero una instrucción a la vez y se perfilaban; luego, dependiendo de la frecuencia de ejecución y otras heurísticas , el CMS generaría progresivamente traducciones más optimizadas. [3] [4] [5]
En la década de 1990 existían tecnologías similares: Wabi para Solaris y Linux , FX!32 para Alpha y IA-32 EL para Itanium , DAISY de código abierto, [45] el emulador Mac 68K para PowerPC. [ cita requerida ] El enfoque Transmeta estableció un estándar mucho más alto para la compatibilidad x86 debido a su capacidad de ejecutar todas las instrucciones x86 desde el arranque inicial hasta las últimas instrucciones multimedia.
El funcionamiento del software de transformación de código de Transmeta es similar al paso de optimización final de un compilador convencional. Consideremos un fragmento de código x86 de 32 bits:
add eax,dword ptr [esp] // cargar datos de la pila, agregar a eaxagregar ebx,dword ptr [esp] // lo mismo para ebxmov esi,[ebp] // cargar esi desde la memoriasub ecx,5 // resta 5 del registro ecx
Esto primero se convierte de forma simplista en instrucciones nativas:
ld %r30,[%esp] // cargar desde la pila, en temporaladd.c %eax,%eax,%r30 // agregar a %eax, establecer códigos de condición.ld %r31,[%esp]añadir.c %ebx,%ebx,%r31ld %esi,[%ebp]sub.c %ecx,%ecx,5
A continuación, el optimizador elimina las subexpresiones comunes y las operaciones de código de condición innecesarias y, potencialmente, aplica otras optimizaciones como el desenrollado de bucles :
ld %r30,[%esp] // cargar desde la pila solo una vezañadir %eax,%eax,%r30agregar %ebx,%ebx,%r30 // reutilizar datos cargados anteriormenteld %esi,[%ebp]sub.c %ecx,%ecx,5 // solo se necesita este último código de condición
Finalmente, el optimizador agrupa instrucciones individuales ("átomos") en palabras de instrucción largas ("moléculas") para el hardware subyacente:
ld%r30,[%esp]; sub.c %ecx,%ecx,5ld %esi,[%ebp]; agregar %eax,%eax,%r30; agregar %ebx,%ebx,%r30
Estas dos moléculas VLIW podrían potencialmente ejecutarse en menos ciclos que las instrucciones originales en un procesador x86. [3]
Transmeta afirmó que este enfoque aportaba varios beneficios técnicos:
Antes del lanzamiento de Crusoe, los rumores indicaban que Transmeta estaba aprovechando estos beneficios para desarrollar un procesador híbrido PowerPC y x86. Pero Transmeta inicialmente se concentraría únicamente en el mercado x86 de consumo extremadamente bajo.
La capacidad de actualizar rápidamente los productos sin tener que volver a realizar cambios en el hardware se demostró en 2002 con una actualización en el campo (una descarga) para mejorar el rendimiento de la CPU de la tableta HP Compaq TC1000 basada en Crusoe . Se volvió a utilizar en 2004 cuando se agregó soporte para NX bit y SSE3 a la línea de productos Transmeta Efficeon sin necesidad de realizar cambios en el hardware. Las actualizaciones en el campo eran poco frecuentes en la práctica debido a que los proveedores de hardware de sistemas no querían incurrir en costos adicionales de soporte al cliente o gastar dinero adicional en control de calidad para las posibles actualizaciones o correcciones de errores de los productos enviados cuyos ingresos ya habían cerrado.
Junto con su software de transformación de código, el Efficeon refleja con mayor exactitud el conjunto de características de los procesadores Intel Pentium 4 , aunque, al igual que los procesadores AMD Opteron , admite un controlador de memoria totalmente integrado , un bus de E/S HyperTransport y el bit NX , o extensión x86 sin ejecución para el modo PAE . La compatibilidad con el bit NX está disponible a partir de la versión 6.0.4 de CMS.
Se cree que el rendimiento computacional de Efficeon en relación con las CPU móviles como Intel Pentium M es inferior, aunque parece que se ha publicado poco sobre el rendimiento relativo de estos procesadores competidores.
Efficeon se presentó en dos tipos de encapsulado: un sistema de rejilla de bolas de 783 y otro de 592 contactos . Su consumo de energía era moderado (algunos consumían tan solo 3 vatios a 1 GHz y 7 vatios a 1,5 GHz), por lo que podía refrigerarse de forma pasiva.
Se produjeron dos generaciones de este chip. La primera generación (TM8600) se fabricó mediante un proceso de 130 nm de TSMC y se produjo a velocidades de hasta 1,1 GHz . La segunda generación (TM8800 y TM8820) se fabricó mediante un proceso de 90 nm de Fujitsu y se produjo a velocidades que oscilaban entre 1 GHz y 1,7 GHz.
Internamente, el Efficeon tenía dos unidades lógicas aritméticas , dos unidades de carga/almacenamiento/adición, dos unidades de ejecución, dos unidades de coma flotante / MMX / SSE / SSE2 , una unidad de predicción de bifurcación , una unidad de alias y una unidad de control. El núcleo VLIW podía ejecutar una instrucción VLIW de 256 bits por ciclo. Una VLIW se denomina molécula y tiene espacio para almacenar ocho instrucciones de 32 bits (llamadas átomos) por ciclo.
El Efficeon tenía una caché de instrucciones L1 de 128 KB, una caché de datos L1 de 64 KB y una caché L2 de 1 MB. Todas las cachés estaban en la matriz.
Además, el software de transformación de código (CMS) de Efficeon reservó una pequeña porción de la memoria principal (normalmente 32 MB) para su caché de instrucciones x86 traducidas dinámicamente.
En principio, debería ser posible optimizar el código x86 para favorecer el software de transformación de código , o incluso que los compiladores se centren directamente en la arquitectura VLIW nativa. Sin embargo, en 2003, Linus Torvalds aparentemente descartó estos enfoques por considerarlos poco realistas: [46] [47]
El código nativo de Crusoe, incluso si estuviera documentado y disponible, no es muy adecuado para sistemas operativos de uso general. No tiene noción de protección de memoria y no hay una unidad de gestión de memoria (MMU) para accesos al código, por lo que elementos como los módulos del núcleo simplemente no funcionarían.
Las traducciones suelen ser mejores que el código nativo compilado estáticamente (porque toda la CPU está diseñada para la especulación y los compiladores estáticos no saben cómo hacerlo) y, por lo tanto, pasar al modo nativo no es necesariamente una mejora del rendimiento.
Así que no, no sería realmente beneficioso, por no mencionar que ni siquiera es una opción, ya que Transmeta nunca ha publicado suficientes detalles como para hacerlo. En gran medida, por simples preocupaciones de seguridad: si empiezas a proporcionar interfaces para manipular el "microcódigo", podrías hacer cosas realmente desagradables.
Quise decir que no puedes hacer eso. Y ni siquiera te diremos los detalles de por qué no puedes hacerlo.
De hecho, ni siquiera dentro de Transmeta se puede hacer eso, sin tener una versión especial de Flash que permita actualizaciones. Si alguna vez ves una máquina con un aviso destacado que diga "CMS actualizado a la versión de desarrollo", entonces eso es una pista de que es una máquina que los desarrolladores de TMTA podrían cambiar.
— Linus Torvalds, lista de correo linux-kernel
La ingeniería inversa posterior , publicada en 2004, aclara algunos detalles de la arquitectura VLIW nativa y el conjunto de instrucciones asociado, y sugiere que existen limitaciones fundamentales que impiden portar un sistema operativo como Linux a ella. [48] [49]
El mismo trabajo también compara la tecnología patentada de Transmeta con la técnica anterior publicada y en algunos casos patentada por IBM, y sugiere que algunas afirmaciones podrían no resistir un escrutinio detallado. [49]
El método funciona para todo tipo de tareas informáticas, dijo Steve Johnson, líder del esfuerzo de software en Transmeta.