斬新なアイデア、期待以上の性能／消費電力、輝く将来性。米Transmeta社の“x86互換”MPU「Crusoe（クルーソー）」がついにデビューを飾った。

　クルーソーのクロックは0.18μmで最大700MHz、消費電力はDVD再生時でさえ1～2W、ダイサイズは256KBの2次キャッシュとノースブリッジを統合しながら73平方mmと極めて小さく（Pentium IIIは106平方mm）、価格も65ドル（333MHz）からと安い。x86の完全互換性を実現しOSも選ばないうえに、組み込み向けにはカスタマイズしたMobile Linuxをディストリビュートする。ターゲットは、ノートPCとハンドヘルドデバイスやWebPadで、まる1日分（8時間程度）バッテリが保つ軽量WindowsノートPCを実現できるという。

●シンプルハード＋アップグレード可能なソフトでMPUを構成

　これまでのx86互換MPUにない、性能／消費電力を実現するCrusoe。そのベーシックなアーキテクチャについては、2カ月前にこのコラムで説明した。今回は、具体的なスペックが公開されたので、この風変わりなMPUについて、とりあえずざっとおさらいしてみたい。

　Transmetaが、今回発表したCrusoeは2種類。ノートPC向けの「TM5400」と、WebPADやハンドヘルドデバイス向けの「TM3120」だ。TM5400は0.18μmプロセスで製造し動作クロックが500～700MHz、TM3120は0.22プロセスで製造し333/366/400MHzとなる。2つのMPUの違いは、クロックとプロセスだけではない。TM5400の方はMPUコアが拡張されており、256KBの2次キャッシュもワンチップに（On-Die）統合、省電力機能も強化している。また、両チップとも、MPUコアにチップセットのノースブリッジの機能、つまり、DRAMインターフェイス、PCIバスを統合している。スペック表は下の通りだ。

　Crusoeが従来のMPUと決定的に異なるのは、MPUがハードウェアとソフトウェアの2つの部分からなる点だ。「VLIW（Very Long Instruction Word：超長命令語）」アーキテクチャのMPUコアと、「コードモーフィングソフトウェア（Code Morphing Software）」と呼ばれるエミュレーションソフトウェアの組み合わせでCrusoeというプロセッサは成り立っている。簡単に言えば、ハードウェアでできていたMPUを、ソフトとハードの2つの部分に分割してしまったわけだ。そのため、TransmetaではCrusoeを「ソフトウェアベースのプロセッサ」という呼び方もしている。

　では、Crusoeでは、なにがハードウェアからソフトウェアに置き換わったのか。まず、Crusoeはx86互換MPUと言いながらも、MPUそれ自体はx86命令を直接実行できない。x86命令は、コードモーフィングソフトウェアがCrusoeのVLIWコアが実行できる命令に動的に変換（トランスレート）して実行する。これが、x86命令を直接デコードするAthlonやK6と異なる点だ。また、コードモーフィングソフトウェアは、並列実行できるx86命令をグルーピングしてVLIW命令に入れ込んだり、いったん変換した命令をバッファリングする機能を持つ。

　また、Transmetaは、このコードモーフィングソフトウェアをインターネット経由でアップグレードできるようにもする。つまり、コードモーフィングソフトウェアが改良された場合、インターネット経由でアップグレードすることでMPUのパフォーマンスそのものを向上させることができるわけだ。

●利点の多いCrusoeのアーキテクチャ

　こうしてMPUをハードウェアとソフトウェアに分割したCrusoeは、これまでのx86互換MPUと較べて次のような利点を持つ。

・MPUのハードウェアを単純にできる
・チップのデザインとデバッグが簡単になる
・小さなデザインチームが短い期間で開発ができる
・チップが小さいので生産コストが安くなる
・チップが小さくシンプルなので放熱と消費電力が少ない
・x86との完全な互換性を実現できる
・Intelのx86に関する知的所有権を回避できる（と思われる）

　これらの利点のうち、放熱と消費電力が少ないという利点は、モバイルコンピューティング向けだ。とくに、性能競争でどんどんハードウェアが複雑化して、発熱と消費電力が増大しているx86MPUの世界では強力な武器となる。Transmetaでもそれを十分認識しており、Crusoeをモバイルインターネットコンピューティング向けと位置づけ、様々な消費電力を下げる技術も織り込んできた。その中には、IntelのSpeedStepと類似の、動作中のMPUの電圧とクロックを変えて消費電力を抑える技術「LongRun」も含まれている。この省電力フィーチャに関してはまた詳しく説明したい。

　スペック表を見ればわかる通り、Crusoeの消費電力は異常に少ない。TM5400なら、通常のアプリケーションを使っている分には消費電力は1W程度、DVD再生をしていても1.8W程度しか消費しないという。これは、モバイルPentium IIIの数分の1、これまでのx86互換MPUでは、到底実現できなかった数字だ。Transmetaでは、1.5～2KgクラスのノートPCで、通常アプリケーションで5～8時間、DVDソフト再生でも3～4時間の連続バッテリ駆動ができるとしている。

●小さく安いMPUと低い開発コスト

　小さなチップも本当だ。Crusoeのダイサイズ（チップ本体の面積）は非常に小さい。TM5400で73平方mm、TM3120で77平方mmだ。256KBの2次キャッシュとチップセットのノースブリッジの機能を含んでこれなのだから、MPUコアがいかに小さいかがわかる。MPUの製造コストは、このダイサイズとパッケージが大きな要因になっており、Crusoeは、放熱も少ないためパッケージコストも低くできると見られるので、かなり製造コストが安いと推測できる。

　また、MPUのデザインがシンプルで、開発に必要な労力と時間が短いという利点は、Transmetaのようなファブレス（工場を持たない）メーカーには重要な要素だ。開発リソースが限られていてもハイパフォーマンスなMPUをタイムリーに開発できるからだ。

　ファブレスメーカーは、最先端の製造プロセスにチューンした物理設計がしにくく、MPUの性能を上げにくいという問題があった。しかし、MPUが単純になると、こうした問題も緩和され、クロックは上げやすくなる。実際、Transmetaは700MHzのサンプルを出荷中と発表している。これまで、x86の世界では、高性能MPUの開発コストと苛烈な性能競争のために多くのファブレスメーカーが脱落していった。しかし、Crusoeのアーキテクチャなら、Transmetaのような小さな企業（従業員200人）でも、有利な戦いを展開できる可能性がある。

●PCだけでなくハンドヘルド機器も視野に

　Transmetaは、x86命令をデコードできるが、PCだけをターゲットにしているわけではない。PCから携帯情報機器まで幅広いモバイルデバイスをターゲットにしている。また、ノートPCでも、現在のPentium IIIノートのような大型ノートは視野に入れていない。あくまでも、Crusoeの利点を活かせる軽量ノートやミニノートが狙いだ。Transmetaの説明では、1.5kg程度までのWindowsサブノートや、DVD-ROMドライブを備えた2kg程度のWindowsノートを、TM5400のターゲットとして想定しているという。

　しかし、面白いのはTM3120のターゲットの方だ。こちらは、1kg以下のWebPADやハンドヘルド機器を想定している。いずれもディスク装置を持たないデバイスで、フラッシュメモリをストレージに使うことを前提とする。Transmetaは、こうしたCrusoe機器向けに、ディスクレス環境に最適化したMobile Linuxを、OEMに供給するという。そう、ここで、TransmetaがLinuxの開発者ライナス・トーバルズ氏をエンジニアとして雇ったことが生きてくるわけだ。

　以上がCrusoeの概要だが、来週は、Transmetaの技術と性能、それからマーケティング上の可能性について、もう少し突っ込んでみたい。

●仕様一覧

	TM5400	TM3120
動作周波数	500～700MHz	333/366/400MHz
L1キャッシュ（命令）	64KB 8Wayセットアソシエイティブ	64KB 8Wayセットアソシエイティブ
L1キャッシュ（データ）	64KB 8Wayセットアソシエイティブ	32KB 8Wayセットアソシエイティブ
L2キャッシュ	256KB 4Wayセットアソシエイティブ	－
整数演算パイプライン	7段	7段
浮動小数点演算パイプライン	10段	10段
ノースブリッジ	統合	統合
メインメモリ	DDR SDRAM	SDRAM
クロック	100～167MHz	66～133MHz
電圧	2.5V	3.3V
インターフェイス幅	64bit	64bit
サポート容量	64/128/256Mbit	64/128/256Mbit
アップグレードメモリ	SDRAM	－
クロック	66～133MHz	－
電圧	3.3V	－
インターフェイス幅	64bit	－
サポート容量	64/128/256Mbit	－
I/O	PCI 2.1	PCI 2.1
パッケージ	474ピンBGA	474ピンBGA
SMM	サポート	サポート
電圧	1.2～1.6V	1.5V
LongRun	サポート	×
消費電力：DVD再生時	1.8W	2.9W
〃：MP3再生時	1.0W	1.4W
〃：Auto Halt	0.9W	0.9W
〃：QuickStart	0.3W	0.4W
〃：DeepSleep	30mW	15mW
製造メーカー	IBM	IBM
プロセステクノロジ	0.18μm	0.22μm
ダイサイズ	73平方mm	77平方mm
サンプル	出荷中	出荷中
量産出荷	2000年中盤	出荷中

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(2000年1月21日)
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（2000年1月21日）

[Reported by 後藤 弘茂]