Chip Perangkat Lunak

Ada apa dengan CEO Transmeta Dave Ditzel yang membuat Anda ingin memercayainya? Mungkin itu cara dia tanpa malu-malu menggunakan kata-kata seperti keren dan rapi. Mungkin karena dia memiliki keberanian untuk membangun perusahaan chip barunya di depan kantor pusat Intel. Mungkin karena dia tidak pernah menyelesaikan kalimat, dia begitu antusias dengan Crusoe, merek mikroprosesor perusahaannya. Dari Januari lalu, ketika Crusoe diumumkan dalam kemeriahan, hingga pertengahan Agustus, ketika perusahaan mengajukan go public, Ditzel membuat dirinya serak mendorong chip Crusoe. Baik di depan 200 insinyur atau satu reporter, pesannya tidak pernah padam: Crusoe-chip yang kompatibel dengan Intel dengan sepersepuluh kebutuhan daya Pentium III-akan mengubah dunia komputasi selamanya. Crusoe berdaya rendah, kompatibel, dan berkinerja tinggi, katanya dalam salah satu dari serangkaian wawancara yang diadakan sebelum pengajuan Agustus. Itu mantra kami.



kecantikan gadis-gadis muda

Musim panas ini, perusahaan dan Ditzel terdiam selama periode tenang yang mengikuti setiap penawaran umum perdana. Tapi saat itu pesan Crusoe telah berkembang dengan sendirinya: Tidak sejak Apple iMac ada keributan seperti itu di Lembah Silikon seperti yang dibawa Crusoe ke darat. Tidak mengherankan bahwa orang dalam Valley mengabarkan Upside dan Red Herring menjalankan Transmeta sebagai cerita sampul mereka musim semi lalu, tetapi sebelum masa tenang dimulai, Ditzel juga dikutip di Time, USA Today dan banyak publikasi konsumen lainnya. Upaya publisitas Transmeta sebagian didorong oleh perekrutan penulis Linux dan guru perangkat lunak sumber terbuka Linus Torvalds oleh perusahaan. Torvalds telah menjadi bagian dari tim desain perangkat lunak di Transmeta, dan akhir-akhir ini sedang mengerjakan versi Linux yang akan melengkapi aplikasi Crusoe di pasar perangkat seluler yang meledak.

Cetak PC Anda Berikutnya

Kisah ini adalah bagian dari edisi November 2000 kami





  • Lihat sisa masalah
  • Langganan

IPO itu sendiri adalah dokumen masam dan tertutup yang mengungkapkan sedikit dari rencana desain masa depan Transmeta, dan malah penuh dengan peringatan tentang apa yang mungkin salah di jalan Transmeta menuju profitabilitas. Memang, hingga tulisan ini dibuat, tidak ada satu pun produk Crusoe yang dikirimkan dalam jumlah yang cukup besar. Perusahaan kehilangan juta pada tahun 1999 dan juta lainnya dalam enam bulan pertama tahun 2000; prospektus menjelaskan bahwa investor seharusnya tidak mengharapkan untuk melihat profitabilitas dalam waktu dekat.

Namun demikian, akan sulit untuk menemukan startup yang memulai dengan lebih baik, atau dengan jajaran pelanggan awal yang lebih baik. Mei lalu, America Online dan Gateway menyatakan bahwa Crusoe akan memberi daya pada lini baru peralatan rumah tangga yang akan menampilkan akses Net nirkabel. IBM, Hitachi, NEC dan Fujitsu mengikuti di bulan Juni, dengan pengumuman PC notebook berbasis Crusoe yang akan berjalan sepanjang hari dengan baterai biasa. Sony mengikuti dengan pengumuman pada bulan Agustus bahwa Crusoe akan menjalankan versi masa depan dari jajaran komputer notebook Vaio PictureBook. Tidak buruk untuk perusahaan chip yang tidak memiliki pabrik fabrikasi dan tidak memiliki rekam jejak—dan yang aset utamanya, seperti dikatakan Ditzel, adalah visi tentang cara yang lebih baik untuk membangun mikroprosesor.

Mulai sekarang, pendekatan Transmeta akan menjadi teknologi paling cerdas, tercepat, termurah, paling andal, paling fleksibel untuk memecahkan hampir semua masalah terkait komputasi, kata John Wharton, konsultan desain mikroprosesor, profesor Stanford, dan mantan insinyur desain untuk Intel. Lima puluh tahun yang lalu, sistem yang paling canggih dibangun menggunakan tabung vakum. Sepuluh tahun yang lalu, megaprosesor yang kompleks dan terintegrasi penuh seperti Pentium dan PowerPC adalah yang paling canggih. Saya melihat Transmeta mewakili terobosan berikutnya dalam teknologi desain fundamental.



Jejak Transmeta yang menyala akan mengarah pada chip yang menggunakan daya listrik yang jauh lebih sedikit. Itu kabar baik bagi siapa saja yang menggunakan komputer laptop atau perangkat elektronik portabel lainnya. Tetapi lebih dalam lagi, Transmeta telah menemukan cara untuk secara radikal meningkatkan kemampuan perancang chip untuk membuat perubahan pada produk mereka tanpa mengasingkan perpustakaan besar perangkat lunak yang telah ditulis untuk dijalankan pada perangkat keras tertentu. Mereka, dalam arti tertentu, telah menyingkirkan gubernur sial dari mesin kemajuan pembuatan chip.

Arsitektur Pembebasan

Meskipun ada banyak liputan pers tentang Transmeta sebagai usaha baru, yang sering hilang adalah teknologi itu sendiri. Crusoe adalah chip perangkat lunak/perangkat keras hybrid yang tujuan utamanya adalah menjalankan perangkat lunak yang dirancang untuk mikroprosesor lain. Banyak dari apa yang dicapai Intel dan lainnya dalam silikon, Transmeta telah beralih ke perangkat lunak. Keuntungannya? Pertama, chip itu sendiri membutuhkan lebih sedikit silikon, membuatnya lebih murah untuk dibuat. Kedua, chip yang lebih sederhana mengkonsumsi lebih sedikit daya—perhatian utama untuk komputer portabel. Tapi mungkin dampak yang paling luas adalah bahwa dalam pembuatan Crusoe, Transmeta telah datang dengan pendekatan inovatif yang bebas dari banyak masalah yang telah mengganggu desain chip selama dua dekade terakhir.

berapa komputer kuantum

Sebelum Crusoe, setiap mikroprosesor yang pernah dibuat telah dilengkapi dengan set instruksi yang diterbitkan sendiri-kontrak eksplisit yang menjelaskan bagaimana chip akan bekerja dengan perangkat lunak. Satu set instruksi menjanjikan bahwa jika pengembang menulis perangkat lunak yang melakukan X, tindakan yang dihasilkan dari chip akan menjadi Y-sekarang dan selamanya.



Masalahnya adalah begitu chip baru dirancang, chip itu terkunci pada waktunya. Saat inventaris perangkat lunak untuk chip dibuat, hampir tidak mungkin untuk melakukan perbaikan pada set instruksi. Pengembangan perangkat lunak juga terhambat, karena setiap program baru harus mematuhi hukum set instruksi chip agar dapat bekerja. Perancang mikroprosesor ingin chip berjalan lebih cepat, tetapi mereka juga harus membuatnya berjalan pada perangkat lunak yang ada. Jadi, mereka meningkatkan kecepatan dengan trik seperti mengurutkan ulang instruksi ke prosesor. Tetapi menerapkan perubahan besar hampir tidak mungkin. Ini seperti balapan berkaki tiga yang sangat buruk, dengan insinyur perangkat lunak dan perangkat keras terikat di pinggul-tidak pernah bisa bergerak cepat menuju mengadopsi produk-produk canggih, sangat bergantung pada pilihan desain masing-masing dan pilihan sebelumnya. generasi.

Ditzel sendiri memiliki pengalaman langsung dengan kesulitan membuat perbaikan mendasar dalam desain awal sebuah chip. Di Sun Microsystems, tempat dia bekerja sebelum mendirikan Transmeta pada tahun 1995, dia bertanggung jawab untuk mengubah set instruksi untuk merek mikroprosesor SPARC perusahaan. Meskipun ia memulai proyek tersebut pada tahun 1990, baru tahun lalu set instruksi baru siap digunakan. Anda perlu waktu bagi industri untuk mengejar ketinggalan, untuk mendapatkan perangkat lunak di luar sana, untuk membuat aplikasi dikonversi, kata Ditzel kepada TR sebelum IPO perusahaan. Ini masalah besar.

Kamuflase Perangkat Lunak

Untuk merebut chip mereka dari instruksi usang, desainer mikroprosesor secara berkala akan membuang semuanya dan memulai kembali dengan chip yang sama sekali baru, lengkap dengan set instruksi baru. Ini adalah proses yang sedang diperjuangkan Intel dengan mikroprosesor Itanium yang sangat tertunda, yang akan menjadi chip pertama perusahaan yang merutekan data dalam petak digital 64 bit-yaitu, pada bus dengan lebar 64-bit. Membebaskan desainer dari bus 32-bit generasi saat ini akan menghasilkan lompatan besar dalam kinerja. Tetapi memulai dari awal juga menghasilkan chip yang pada awalnya tidak memiliki perangkat lunak untuk dijalankan, hampir tidak merupakan keadaan yang ideal. Bahkan jika pengembang perangkat lunak bekerja sama dan mulai menulis kode ke set instruksi baru, pendekatan ini hanya berfungsi sekali: Kemudian Anda kembali ke tempat Anda memulai, dengan perangkat lunak lama dan siklus selama bertahun-tahun untuk membuat perubahan mendasar apa pun.

Ditzel telah mencoba pendekatan awal untuk desain chip lebih dari sekali dalam karirnya. Dua dekade lalu, sebagai mahasiswa pascasarjana di University of California di Berkeley, ia ikut menulis makalah berjudul The Case for Reduced Instruction Set Computing. Karya mani ini mengilhami seluruh sekolah desain mikroprosesor; hari ini, yang disebut chip RISC ada di mana-mana.

Setelah lulus bekerja pada desain RISC di Berkeley, ia melanjutkan untuk merancang variasi chip RISC yang disebut CRISP di Bell Labs; CRISP, bagaimanapun, tidak pernah mendapatkan dukungan luas dari pengembang perangkat lunak. Ditzel kemudian melakukan upaya ketiga untuk merancang mikroprosesor baru ketika dia mengerjakan chip gallium arsenide di Sun yang tidak pernah diproduksi. Itu seperti saya memberi tahu orang-orang: Lihat! Anda dapat menggunakan mikroprosesor baru yang hebat ini - yang harus Anda lakukan hanyalah membuang semua perangkat lunak Anda dan memulai dari awal!’ kata Ditzel. Saya telah berjuang dalam pertarungan itu selama 20 tahun, dan saya sudah menyerah.

Tapi dia tidak benar-benar menyerah. Sebaliknya, dia menemukan jalan keluar.

Saat berada di Sun pada awal 90-an, Ditzel dipengaruhi oleh karya ahli superkomputer Rusia Boris Babayan, yang pernah berkolaborasi secara informal dengannya, dan yang ia sebut sebagai mentor utama dalam pemikirannya yang berkembang tentang desain chip. Pada saat itu, Babayan dan perusahaannya Elbrus sedang bereksperimen dengan teknik yang dikenal sebagai terjemahan biner dinamis dan kompilasi (yang Transmeta telah memberikan nama kode-morphing yang jauh lebih ramah pasar, sebuah istilah yang mereka miliki sejak merek dagang).

Menulis kode agar satu jenis perangkat lunak dapat berjalan di perangkat keras jenis lain adalah ide lama: IBM, misalnya, melakukannya pada tahun 1960-an. Namun, hasil dari upaya ini selalu lamban. Tapi chip semakin cepat sepanjang waktu. Pada awal 1990-an, para desainer mendalilkan bahwa mungkin ada cara untuk menerjemahkan dari satu set instruksi ke set instruksi lainnya dengan begitu cepat sehingga kinerja hampir tidak akan terganggu. Alih-alih menjadi terjemahan statis, satu-ke-satu dari setiap instruksi, tekniknya bisa menjadi dinamis, memeriksa aplikasi untuk ketidakefisienan secara real time, mengoreksinya dan mengingat koreksi.

Adalah berlawanan dengan intuisi untuk berpikir bahwa menempatkan lapisan perangkat lunak tambahan antara aplikasi dan CPU tidak akan memperlambat segalanya-itu seperti mengatakan garis lengkung antara dua titik lebih pendek daripada garis lurus. Tetapi hubungan antara perangkat lunak dan perangkat keras tidak lagi lurus: Karena inefisiensi yang disebabkan oleh pengembangan bertahun-tahun di sekitar set instruksi yang sama, terjemahan dinamis, secara teori, dapat meningkatkan kinerja. Di sisi perangkat keras, proses jamming lebih banyak dan lebih banyak sirkuit ke sebuah chip untuk meningkatkan kinerja terakhir benar-benar dapat menjadi bumerang, memperlambat segalanya. Perangkat lunak juga jarang seefisien mungkin: Pengembang aplikasi yang memperhatikan tanggal pengiriman akan membekukan kode saat berfungsi, bukan saat sempurna. Terjemahan dinamis secara teoritis dapat menemukan kendur dan mengencangkannya.

Sebelum Ditzel mendirikan Transmeta, teknik penerjemahan hanya digunakan untuk membuat perangkat lunak dan perangkat keras yang ada dan tidak kompatibel berbicara satu sama lain. Ditzel dan rekan pendirinya membuat lompatan intelektual: Jika lapisan perangkat lunak tambahan dapat membuat aplikasi berjalan pada perangkat keras yang tidak kompatibel, apa yang akan menghentikan mereka dari membuat perubahan radikal pada perangkat keras yang mendasari itu sendiri, dengan memanfaatkan kemampuan terbaru?

dukungan pelanggan rayban

Pada tahun 1994, Ditzel dan salah satu pendiri Doug Laird sama-sama memulai proyek di Sun yang dirancang untuk membuat Windows berjalan lebih baik di workstation Sun, menggunakan teknik terjemahan biner dinamis. Kami menyadari bahwa jika kami dapat menambahkan beberapa fitur ke perangkat keras, kami sebenarnya dapat membuat hal ini berjalan cukup cepat, kata Laird. Itu adalah ide yang keren, tambahnya, mengingat bahwa Sun tidak tertarik untuk mengubah desain prosesornya agar lebih baik dalam menjalankan aplikasi yang telah ditulis untuk berjalan pada chip Intel standar. Ditzel dan Laird menyerang sendiri. Ditzel merekrut Colin Hunter, seorang ahli yang disegani dalam teknik emulasi, dan Robert Cmelik, yang telah melakukan pekerjaan dalam pengoptimalan kode di Sun.

nama ilmiah varian delta

Seperti yang sering terjadi dalam inovasi teknologi, praktik terbukti lebih sulit daripada teori: desain chip pertama Transmeta berjalan sangat lambat sehingga chip membutuhkan waktu setengah jam untuk mem-boot sistem operasi. Tetapi dengan masing-masing dari empat revisi chip, tim belajar lebih banyak tentang terjemahan biner. Lima tahun kerja keras yang dilakukan oleh brigade 200 insinyur yang didukung oleh beberapa ratus juta dolar modal ventura menghasilkan sebuah chip yang berjalan cukup cepat untuk dibandingkan dengan prosesor Intel. Pada bulan Januari tahun ini, Transmeta mengumumkan dua chip silikon/perangkat lunak hybrid pertama di lini Crusoe. Yang pertama, disebut TM5400, adalah chip 700-megahertz untuk PC notebook Windows ultra-tipis dan ultraringan. Ini menjalankan perangkat lunak yang ditulis untuk chip Intel pada sebagian kecil dari daya yang dikonsumsi Pentium. Yang kedua, TM3120, adalah chip 400-MHz yang dirancang untuk menjalankan peralatan Internet menggunakan versi Linux yang dikembangkan Torvalds untuk perangkat seluler.

Kedua chip menghadirkan wajah pengembang perangkat lunak yang sepenuhnya kompatibel dengan set instruksi di prosesor Intel. Di bawahnya terdapat chip VLIW, untuk kata instruksi yang sangat panjang, sebuah arsitektur dengan bus lebar 128-bit yang dapat menggabungkan instruksi chip Intel menjadi string yang lebih panjang dan dengan demikian mengeksekusinya lebih cepat. Di antara set instruksi yang menghadap ke luar dan perangkat keras yang mendasarinya adalah perangkat lunak pengubah kode Transmeta, yang menerjemahkan instruksi gaya Intel ke dalam bentuk yang dapat ditangani Crusoe, mengoptimalkan eksekusinya dan menyimpan eksekusi yang dioptimalkan dalam memori. Lain kali chip menghadapi operasi yang sama, terjemahan tidak lagi diperlukan. Perangkat lunak pengubah kode (yang berada dalam chip memori hanya-baca) adalah program pertama yang diluncurkan saat prosesor melakukan booting.

Karena begitu banyak fungsi Crusoe telah dipindahkan dari perangkat keras ke perangkat lunak, chip ini jauh lebih sederhana daripada prosesor Pentium yang sebanding dan hanya membutuhkan seperempat transistor. Manfaat sampingan dari transistor yang lebih sedikit adalah bahwa Crusoe menggunakan daya yang jauh lebih sedikit untuk menjalankannya. Oleh karena itu, Transmeta memutuskan untuk menargetkan chip pertamanya di pasar seluler. Keuntungan lain dari pendekatan Crusoe adalah mempersingkat waktu yang dibutuhkan untuk mengembangkan chip baru. Dengan sebagian besar desain berada dalam perangkat lunak, Ditzel mengatakan beberapa pelanggan telah meminta perubahan dalam set instruksi dan bahwa para insinyur Transmeta dapat mengimplementasikannya dalam 24 jam. Meskipun ini mungkin tidak termasuk waktu untuk segala jenis pengujian bug, namun jelas bahwa Transmeta telah menemukan cara untuk secara drastis mempersingkat siklus pengembangan.

Nick Tredennick, co-arsitek dari Motorola 68000 asli (prosesor yang mendukung Macintoshes pertama), dan sekarang menjadi konsultan desain mikroprosesor independen, tidak sendirian dalam menyimpulkan Ditzel melakukan sesuatu. Ketika saya pertama kali mendengar tentang Crusoe, saya pikir itu hanya mode terbaru, atau pengulangan emulasi, yang tidak pernah berhasil, kata Trendennick. Tapi setelah mendengar Ditzel berbicara, Trendennick menjadi mualaf. Transmeta, katanya, melakukan sesuatu yang secara fundamental berbeda dari apa yang telah dilakukan sejak penemuan komputer.

Chip Transmeta secara inheren lebih sederhana untuk dirancang daripada yang konvensional, kata Wharton dari Stanford. Anda dapat membuat perubahan perangkat lunak, memasukkannya ke dalam versi pengujian, menjalankannya dan melihat apakah itu berfungsi, semuanya dalam satu sore. Di ranah perangkat keras, waktu penyelesaian bisa tiga hingga sembilan bulan. Intel mungkin menghabiskan 500 atau 1.000 tahun manusia untuk merancang Itanium. Chip Transmeta berikutnya mungkin membutuhkan 10, atau 20, atau 50. Itu benar-benar gila.

Gerakan menuju pembuatan chip yang merupakan hibrida dari perangkat lunak dan perangkat keras, daripada silikon murni, telah menyebar luas. Tapi Transmeta kemungkinan akan tetap memimpin di masa mendatang. Itu karena Ditzel adalah orang pertama yang mengeluarkan ide-ide ini dari lab, mempekerjakan 200 karyawan untuk mengerjakannya, dan membuat chip yang berfungsi. Sepanjang jalan, ia menciptakan setidaknya dua penghalang jalan yang akan memperlambat kompetisinya.

Yang pertama adalah alat pengujian perusahaan. Memang, permata Transmeta mungkin bukan chip itu sendiri, melainkan perangkat lunak diagnostik yang terpaksa dibuat perusahaan dalam proses pengembangan. Alat siap pakai yang ada untuk memeriksa chip konvensional semuanya mengasumsikan bahwa ada hubungan statis antara perangkat lunak, chip, dan instruksi yang diberikan. Transmeta diperlukan untuk memecahkan masalah pengujian mikroprosesor yang berubah secara dinamis sebagai respons terhadap perangkat lunak yang dijalankannya. Perusahaan lain perlu memulai dari awal untuk membangun alat pengujian mereka sendiri, yang dapat dengan mudah memakan waktu satu tahun atau lebih.

bersembunyi

Teknologi Aktual

Kategori

Tidak Dikategorikan

Teknologi

Bioteknologi

Kebijakan Teknologi

Perubahan Iklim

Manusia Dan Teknologi

Bukit Silikon

Komputasi

Majalah Berita Mit

Kecerdasan Buatan

Ruang Angkasa

Kota Pintar

Blockchain

Cerita Fitur

Profil Alumni

Koneksi Alumni

Fitur Berita Mit

1865

Pandangan Ku

77 Jalan Massal

Temui Penulisnya

Profil Dalam Kemurahan Hati

Terlihat Di Kampus

Surat Alumni

Berita

Pemilu 2020

Dengan Indeks

Di Bawah Kubah

Pemadam Kebakaran

Cerita Tak Terbatas

Proyek Teknologi Pandemi

Dari Presiden

Sampul Cerita

Galeri Foto

Direkomendasikan