«Папа» Эльбруса. Ноутбук на VLIW процессоре TransMeta Crusoe TM5800 с динамической ретрансляцией из 2003 года

В некоторых своих статьях, при малейшем упоминании Эльбруса и МЦСТ в положительном ключе, некоторые мои читатели пытались поднять тему а-ля «Эльбрус это перемаркированый чип из Тайваня», не особо вникая в то, как это работает под капотом и почему Эльбрус — это действительно круто. Но кое в чём эти люди правы, ведь концептуально, Эльбрус действительно не первый в своём роде, есть у него и «папа», который работал по схожему принципу динамической ретрансляции из x86 и вышел на 5 лет ранее. Недавно я купил ноутбук iRu на TransMeta Crusoe 5800 всего за 1.000 рублей, который под капотом использует VLIW архитектуру с динамической ретрансляцией кода из x86 в свой машинный код. Интересно узнать, насколько далеко Эльбрус ушёл от своего приёмного «отца» за 20 лет существования? Тогда добро пожаловать под кат!

«Папа» Эльбруса. Ноутбук на VLIW процессоре TransMeta Crusoe TM5800 с динамической ретрансляцией из 2003 года

Предыстория и покупка

В 2000 году, выбор процессоров для десктопа был не таким широким, как в наше время. Самым популярным выбором были Pentium III и Celeron на PGA370, кто-то ещё продолжал сидеть на разогнанном P II с кнопочкой «Turbo», ну а кое-где можно было найти Pentium MMX/AMD K-6, или даже 486DX! Рынок x86 процессоров был представлен 4-мя игроками: Intel, AMD, VIA (которая годом ранее купила Cyrix и получила лицензию на x86) и новичок на рынке десктопных процессоров: компания TransMeta Corporation.

image
Идею TM в наше время прозвали бы стартапом: её концепция заключалась в том, что компания разрабатывает собственное VLIW-ядро с своей архитектурой и системой команд, а вокруг неё делает ретранслятор кода из любой архитектуры в её нативный. То есть, формально «x86» являлся всего-лишь «прошивкой» для их процессоров и теоретически, была возможность заставить его выполнять MIPS/ARM код. При этом, их процессор должен был быть совместим и с остальными x86 машинами и их парком софта, а так же поддерживать стандартные чипсеты.
Когда TM представила Crusoe публике, он был способен одновременно выполнять как x86 код, так и код pico-Java. Однако, в отличии от Эльбруса, TM не давала доступа к нативной архитектуре своих процессоров и не считала это необходимым, поскольку компания хотела представить законченный продукт, который мог бы конкурировать с десктопами тех лет. Такой же курс взяли ребята из МЦСТ, представив e2k в 2005 году и не зря. На сайте IXBT даже приводится такая цитата:

(Последнее, пожалуй, особенно справедливо, если учесть, что глава Transmeta, Dave Dietzel, в свое время немало времени провел в Москве, контактируя с будущими создателями E2K).

Но когда на рынке целых три гиганта, которые занимают все ниши рынка (Intel/AMD занимали средневысокую нишу, VIA — недорогую), выйти с новым продуктом отнюдь не просто. Однако TM было что предложить потребителю: в то время ноутбуки были очень тяжёлыми, горячими, конструктивно достаточно схожими с ПК и едва держали аккумулятор с малой автономностью. Среднее время автономной работы ноутбука тех лет составляла около полутора часов и это при «живом» свежем аккумуляторе! Процессоры TransMeta были не только более энергоэффективными и не требовали серьёзного охлаждения, они ещё и отлично экономили заряд аккумулятора благодаря фирменной технологии LongRun (которую затем лицензирует Intel и встроит в SpeedStep). Концепция LongRun была основана на активном динамическом регулировании напряжения ядра и частоты процессора, в зависимости от его загрузки. Кроме того, процессоры TransMeta, несмотря на свою комплексность и сложность разработки, на выходе стоили заметно дешевле, чем «большие» аналоги от Intel (Pentium IV Mobile) и AMD.

image
Pentium IV Mobile.Ни у кого такой не лежит? Интересно было бы погонять. На алике не нашел

На рынке ноутбучных процессоров, ситуация была такой: у Intel был Pentium IV Mobile (который являлся фактически десктопным процессором на ядре Willamette/Northwood с пониженными частотами), а позже и Centrino Pentium M (который берёт свою основу от Pentium III), который зачастую был недостаточно производительным. У AMD же были достаточно мощные чипы Athlon, которые были настоящими «печками» и бюджетные Duron, однако AMD на мобильном рынке был гораздо менее распространен до 2005 года. На тот момент, кроме всем известных ASUS, MSI и прочих брендов, были популярны и локальные бренды а-ля RoverBook и iRu. Такие бренды заказывали ноутбуки на готовых платформах и шасси у китайских и тайваньских производителей: Compal Electronics, FIC, Elitegroup, которые предлагали ODM решения под «локальную» сборку. Так поступила и компания iRu, которая заказывала комплекты «шасси + плата» и собирала их на каких-то небольших производствах в России, таким образом снижая налог и финальную цену на устройство, а появление таких недорогих чипов сказывалось только положительно. Конечно же, в основном локальные бренды занимали нишу бюджетных устройств, поскольку ниша дорогих и топовых ноутбуков уже была за HP/IBM/Dell/ASUS/Acer.

Недавно из интереса я искал цены на ноутбуки тех лет, когда рубль ещё не укрепился и цены писали в у.е. Тогда, ноутбук за 600-700$ уже считался бюджетным, возможности пойти и купить Digma/Chuwi за 10 тысяч как сейчас не было. При этом, наличие хоть какой-то дискретной графики (даже GeForce2 MX) поднимала цену ноутбука в небеса: Модели Dell и HP могли стоить до 2.000$, что для многих людей было просто неподъёмным.

image

Toshiba Satellite 2455-s305

image

Toshiba Portege 4000

Для сегодняшнего материала я купил ноутбук iRu Stilo 1514 российского производства, который был выпущен на рынок в 2003 году, в качестве «бюджетного» варианта по цене ~700$. Купил я его за 1.000 рублей с неисправным HDD. Мне пришлось немного побегать, чтобы найти живой и рабочий винчестер для данного ноутбука: ведь это 2.5 IDE HDD, которые встречаются куда реже 3.5 IDE. Запасов 3.5 IDE HDD у меня просто куча: хоть целый CDN для хабра поднять могу 🙂

image

У меня есть самое разное ПК железо, в том числе достаточно редкое: материнка на Socket 423 (для первых Pentium 4 на архитектуре Northwood) с RDRAM памятью, видеокарта SiS из 1998 года (именно видеокарта, а не встройка), но совершенно нет «ноутбучных» винчестеров. Ни IDE, ни SATA, поэтому с этим возникли проблемы. Я создал объявление в городском паблике-барахолке и начал писать всем сервисникам и людям, кто продаёт старое железо. Я рассчитывал на цену в ~250-300 рублей (как и в других городах). Низкая цена обусловлена неактуальностью: 2.5 IDE не совместим с 3.5, а в отличии от SATA и применить их можно только в старых ноутбуках. Да и чего там говорить: даже 3.5 IDE винчестеры сейчас продают всего за пару сотен рублей, позволяя выстроить из них RAID массив. Ха, RAID из полудохлых винчестеров 20 летней давности!

Изначально, я конечно же попытался разобрать родной HDD и почистить контакты между контроллером и самим двигателем жёсткого диска. Зачастую, на старых винчестерах контакты просто окисляются, а контроллер, не имея связи с головкой диска, просто перестаёт определяться системой. Я оживил далеко не один жёсткий диск таким способом, но именно с этим экземпляром такое не прокатило:

image

image

Обслуживание

Ушлые продавцы (хотелось бы назвать их более грубо, но мы на проф. ресурсе!) отвечали «за триста рублей пусть полежат», «за триста рублей я лучше прибью их к стене как сувенир», когда один СЦ всё же ответил и сам предложил честную цену — 250 рублей. Я съездил и забрал винт, причём он оказался идентичным моему. Кроме замены HDD, я решил полностью разобрать ноутбук и провести при необходимости обслуживание, а заодно и показать вам, какими были ноутбуки «под капотом» в те годы:

image
Сам HDD хранится вот в таком «кейсе», а для подключения к материнской плате использует переходной разъём, который не даёт контактам HDD обломаться при тряске.

image
Ноутбук разбирается довольно просто: откручиваем сзади все винтики, поддеваем заднюю часть крышки для петель и снимаем пластик, который скрывает кнопку включения и индикаторы:

image
Из-за прикипевших и слизанных винтиков, кое-где мне пришлось поработать с дрелью.

image
До системы охлаждения можно добраться не разбирая ноутбук, но для обслуживания или замены кулера придётся снимать даже материнскую плату. В моём случае было немного пыли, но запущенным его назвать было нельзя. Система охлаждения состоит из кулера, медной трубки и пластины, которая прилегает к процессору с помощью фольги, под которой была намазана термопаста. Ни о каких термопрокладках и речи не идёт. Охлаждается только процессор, южный мост ALI 1535+ не охлаждается вообще. На несколько чипов (скорее всего, там GPU и часть северного моста TransMeta) термоклеем наклеено два радиатора, причём криво. Решение странное, но и чипсеты тогда грелись не так сильно (кроме nForce, которые поголовно отваливались).

image

image
Процессор несъёмный, поменять его не выйдет. На тот момент, в большинстве ноутбуков процессоры не распаивались, а сидели в сокетах, причём в основном на десктопных! Встретить ноутбук на полноценном 478 «пне» было не просто, а очень просто. Обратите внимание, сам кристалл сколот, причём достаточно серьёзно! Благо, на работе процессора это не сказалось, но всё же с такими вещами нужно быть осторожнее. Довольно часто можно увидеть, как люди во время обслуживания видеокарт/ноутбуков скалывают чипы. Если скол несильный, то чип скорее всего не пострадает, но частенько люди умудряются убить так рабочие вещи.

image
Я буквально на днях разбирал свой старенький Packard Bell (который Acer), при разборке оба крепления петель сломались моментально. У 1514 же петли как с завода, поскольку петли, как и само крепление для них полностью из металла! Вот это качество сборки, причём на старых ноутбуках это повсеместно: производители действительно делали очень мощные крепления. После сборки ноутбука и установки нового винчестера, система ожила. Установленная XP моментально падала в BSOD, поскольку понятия не имела, что это за TransMeta такая, поэтому винду пришлось переставить, благо даже наклейка с ключом сохранилась. Понятное дело, что с USB-флэшки систему сюда не установить, но поскольку я обожаю копаться в ретрожелезе, у меня дома всё ещё есть несколько пишущих дисководов, как под IDE, так и под SATA. Винду я записывал на CD-R болванку, которые почему-то очень сильно подорожали (90 рублей, лет 10 назад они стояли 15-20 рублей). После записи образа, на диске обнаружились глубокие царапины, хотя я писал на относительно низкой скорости, да и после перезаписи 10 летней болванки никаких новых царапин там не появилось. Новодельные болванки стали настолько плохими?

В процессе переустановки системы, винда выплюнула мою болванку из-за царапин, поэтому пришлось ставить её аж с двух разных, второй была старая 10 летняя болванка, купленная за 20 рублей и на которую я записал систему еще будучи школьником. Кто всё ещё активно пользуется болванками, напишите в комментариях, качество действительно настолько упало, или мой привод шалит? Винда ставилась около часа.

image
Систему накатили, ноутбук перебрали, а значит его обслуживание на данный момент завершено. Хотелось бы отметить разнообразие различных интерфейсов, как для бюджетного экземпляра: тут и VGA, и RJ-45, и телефонная линия, и целых 4 USB 2.0, и LPT, и PS/2. ИК-порта и PCMCIA не хватает только! Жаль COM-порта нет, он мне очень нужен сейчас, поскольку я работаю со старыми мобилками и нужен именно ноут, поскольку места мало.

image

Синтетические тесты

Измерять производительность ноутбука мы будем по трем фронтам: бенчмарки, игры тех лет и эмуляторы, а делать мы будем это под WinXP, поскольку современный Linux на «трансмете» нормально работать скорее всего не будет. Кроме того, я покажу пару вариантов применения такого ноутбука в современном мире.

Давайте начнём с синтетических тестов и посмотрим на цифры: CPU-Z хорошо знает о нашем процессоре и может рассказать о нём достаточно многое. У нашего процессора целых 512кб L2 кэша, что на 2000 год достаточно много: например топовый Pentium 4 на ядре Northwood, имел всего-лишь 256кб кэша. Увеличение кэша нужно была не только для данных, но и вероятно для кэширования самых часто используемых блоков x86 кода. Кроме того, процессор поддерживал SIMD инструкции в виде MMX, которые процессор «нативно» не поддерживал: они были реализованы как часть транслятора кода. То есть, теоретически «обновлением» прошивки процессора можно было добавить поддержку и SSE, и 3D Now!, и VT-x!

image
Вот здесь и раскрывается наш iRu, который на самом деле Elitegroup!

image
Причём некоторых хардварных блоков, типичных для ЦПУ общего назначения, у TM5800 не было. Например, MMU не было вообще, он реализовывался на уровне транслятора, поскольку у x86 весьма своеобразная адресация памяти. А поскольку процессор теоретически мог исполнять другие трансляторы, решили сделать всё универсально. В целом, характеристики были очень достойными на те годы (в пересчёте нативной производительности), особенно касательно «гонки тактовой частоты», но при этом процессор оставался достаточно холодным.

Классический тест-бенчмарк CPU Queen показывает результаты на уровне двухпроцессорной сборки с P II, или ранних и бюджетных P III. Результаты ближе всего к AMD Duron, который являлся бюджетным low-end процессором из 2000 года.
Даже на 2002-2003 год, P III всё ещё оставался более чем актуальным процессором, поэтому такой результат был приемлемым.

image

image
За графику отвечает видеочип с поддержкой 3D ускорения, который был разработан Silicon Integrated Systems (SiS). Сам GPU был распаян отдельно, несмотря на то, что многим читателям, SiS запомнились в первую очередь как чипсетные встройки, но у них были и полноценные видеокарты в те годы, которые позиционировались как бюджетные решения для игр.

image

image
У Elitegroup какая-то особенная любовь к чипсетам от SiS, поэтому все их материнские платы, что я использовал, были со встроенной графикой SiS. SiS 315 полностью поддерживает только Direct3D 6 и OGL 1.2, чего для старых игр было вполне достаточно. Производительность близка к Riva TNT/Rage 128, но при этом без проблем перевариает 32х битный цвет (чем не могли похвастаться решения от 3dfx и ранние NV), и в целом достаточно шустрый.

image
В целом, по сухим цифрам ноутбук весьма производительный на своё время: тогда встречались варианты и слабее, в широком обиходе были печатные машинки из середины-конца девяностых на P II-P III. Стоили Б/У устройства уже не «штуку баксов», но я не думаю, что сильно дешевле такого iRu. По сообщению пользователя на linux.org.ru, в 2005 году он купил ноутбук на P III за 10.000 рублей (когда iRU стоил ~17.000 двумя годами ранее).

Игры

Играть мы будем в классику поздних 90х годов. Однако учтите, что игры с DOS тут нормально не работают: похоже эмуляция 8086 здесь чисто номинальная, исключительно для того, чтобы стартовать систему. Однако я запускал досовские игрушки под WinNT из под NTVDM, возможно под Win9x ситуация будет лучше.

Начинаем с Quake 1, который здесь нормально не работает к сожалению. Консоль не сворачивается, хотя звуки игры и меню на фоне слышно.

Но с Quake 2 ситуация гораздо лучше. SiS 315 вывозит Quake 2 в 60 FPS, в разрешении 640×480. Причём, здесь работает магия старых игр: при таком низком разрешении игра не выглядит отвратно, а вполне себе… аутентично. Частота кадров бывает нестабильной из-за трансляции, но люди играли в куда худших условиях. Эльбрусы, к примеру, уже научились тянуть куда более тяжёлую GTA Vice City в режиме эмуляции, а в нативном режиме запускают и Doom 3 на ультра-настройках.
Что меня особенно удивило: процессор вполне себе «вывозит» софт-рендер 320×240 в те же 60 кадров в секунду.

image
Извиняюсь за фото. Quake в софтрендере не умеет нормально захватываться скриншотером из-за 8-битного цвета

NFS Porsche Unleashed: изначально я хотел протестировать NFS Hot Pursuit (который первый), но он валился на ошибке Glide. Даже после установки nGlide, ситуация не поменялась и я решил попробовать поставить игру потяжелее — Porsche Unleashed. Вот она, на удивление, идёт уверенные 50-60 кадров без каких-либо фризов, т.е упора нет ни в динамическую трансляцию, ни во встройку.

image
А вот кто удивил, так это Half-Life. Я специально качал старой версию с WON (ещё до Steam), поскольку современные версии, скомпилированные современными компиляторами работают заметно медленнее на старых машинах. Training Course идёт с переменным успехом, причём как на OGL/D3D, так и на софтваре. Сама игра крашится при загрузке уровня, т.к не хватает ОЗУ 🙁

Эмуляторы работают неплохо. И денди и сега идут без каких либо проблем. PS1 я не пробовал, но с ним скорее всего будут проблемы, а вот классика идёт отлично. Плюс учитывая неплохой дисплей, подключить пару геймпадов и порубать в соника или марио хватит более чем. Играть приятно.

image
Из 2D игр, я запустил только достаточно тяжелый для P III Stronghold Crusader. Причем обе версии: HD и оригинальную. HD версия не отличается ассетами но работает хуже: современные компиляторы генерирует неоптимальный код для старых процессоров. CD-версия идёт немного лучше(20-25 кадров, оригинал зафиксирован на 30).

image

SiS хардварно держит DirectDraw, поэтому с подобными играми проблем вообще не должно быть: и дюна, и Fallout, и Starcraft, и Age Of Empires должны идти здесь с отличным фреймрейтом. Поиграть в старые 2D игрушки можно с огромным удовольствием.
Отдельно хочу похвалить экран устройства. Под моей прошлой статьёй о EEEPC, несколько человек отписались о том, что качество дисплеев старых бюджетников в разы лучше отвратных матриц современных ноутбуков по 15-20 тысяч. Этот ноутбук только подтверждает это.

Домашний сервер

Ноутбук из предыдущей статьи, с большой вероятностью уедет в гараж моего отца. В летнее время я люблю приводить туда подружек, а такая машинка для ретро-гейминга вполне подойдёт для того, чтобы «порубаться» в сегу или денди!

А вот для этой машинки, я решил найти иное применение: у него достаточно низкое потребление (заметно ниже обычного десктопа схожих характеристик), а аккумулятор всё ещё немного держит заряд. Так почему бы не подключить ноутбук в локальную сеть, и не сделать из него сервер? Я собрал несколько потенциальных применений такого ноутбука в качестве сервера:

1. NAS-сервер для файлов. Вероятно, читатели могут задаться вопросом касательно надёжности подобного хранилища, однако никто не мешает мониторить S.M.A.R.T и делать бэкапы в фоне на переносной HDD, или флэшку. Благо, USB-портов здесь разведено достаточно.

В WinXP настроить общий доступ ещё проще, чем в Win Vista: для этого достаточно лишь «расшарить» общий-доступ к папке, можно даже сделать доступ без пароля. Со стороны основного ПК, достаточно лишь добавить сетевой диск по имени ПК в сети и всё заработает само. Для матёрых сисадминов такое разжёвывание покажется довольно простым, однако вы даже не подозреваете, как многие ребята недооценивают возможности «локалки»!

2. Git-сервер. Ещё до начала работы над статьёй, я решил что хочу сделать из этой машинки Git-сервер и хостить на нём различные проекты. Для жителей РФ, перспективы Github и Bitbucket весьма туманны, да и всегда приятно иметь копию кода у себя под рукой. И при этом, нет необходимости даже поднимать какой-то сервер: достаточно лишь подключить SMB диск к локальной машине! Суть в том, что помимо классических протоколов: ssh, git, http, у git есть ещё и поддержка локальных remote-серверов. А т.к SMB и под Win, и под Linux монтируется как полноценный диск, то хватит:

git remote add file://y/repos/myrepo

Где y — удалённый диск.

3. FTP-сервер. Тут всё очевидно и вариантов куча, как например FileZilla. Если захотите пробросить FTP в интернет, то будьте осторожней: всё же, прошло почти 10 лет с момента окончания её поддержки и она может быть небезопасной, но для локальной сети нормально.

4. HTTP-сервер, самый очевидный вариант. Захостить таблицу рекордов для игры, или домашнюю страничку? Так почему бы и нет, если относительно актуальные версии серверов есть и под WinXP?

5. Ну и конечно же, сервера для классических игрушек типа Quake. Вот сидите вы с друзьями, пиво пьёте, отдыхаете, а тут вспомнили что у вас лежит несколько подобных ноутов в подвале. Хоба, сдули пыль с старичков и через 5 минут уже устроили локальную баталию! Я для таких целей несколько машинок держу у себя дома 🙂

Теперь рассмотрим плюсы и минусы такого применения:

+ Крайне дешёвые HDD. Если Б/У SATA 2.5 жёсткий диск может стоить 500-1.000 рублей, то в больших городах 2.5 IDE чуть ли не свалках валются за три копейки. Мне лично женщина с другого города писала и предлагал отдать 4 Hitachi за 500 рублей. При этом шанс наткнуться на «мертвый» HDD заметно ниже, чем на убитых SATA, т.к 2.5 IDE как стандарт очень быстро ушёл. На крайний случай, можно прихватить с собой ноутбук для проверки, благо в отличии от современных девайсов, для доступа к отсеку HDD здесь требуется открутить всего 3 винтика!
+ Достаточно низкое потребление, одно из главных достоинств процессоров TransMeta. Кроме того, у них низкое тепловыделение и они нетребовательны к охлаждению. Если отключить дисплей, то устройство не ударит по карману счетами за электроэнергию. Конечно, на современных ультрабуках потребление ниже, но там и ценник другой.
+ Дешёвая цена. Ноутбук с дефектом (например, нерабочей клавиатурой), если вы захотите купить подобный для организации сервера, будет стоить до 500 рублей. Рабочий вариант обойдется ~1.000 рублей. Весьма и весьма бюджетно, особенно для нашего времени! Более того, у многих такие ноутбуки лежат в подвалах, бесплатно, будучи забытыми.
+ Wi-Fi модуль. Не нужно даже тянуть кабелей, спрятали ноутбук где-нибудь на полочке рядом с одеждой и он себе «молотит» как сервер! Как я понял, почти все ноутбуки с 2003-2004 года комплектуются Wi-Fi модулем 54мб/с.
+ Хорошая совместимость с старым софтом и играми. Хотите вы продиагностировать свою древнюю бэху или поиграть в старкрафт, отдыхая на рыбалке, вы сможете сделать это без проблем.

Малый объём HDD. Для репозитория своих локальных проектов, 60-80гб может быть достаточно, или для фотоархива прошлых лет. Можно расширить за счёт внешних кейсов и флэшек. Плюс, покупка Б/У HDD это кот в мешке. Как альтернатива: покупка переходника SATA -> 2.5 IDE и использование SSD/HDD больших объёмов.
Производительность. Делать из такого ноутбука хайлоад-сервис дело сомнительное, но для кого-то его производительность может оказаться действительно недостаточной.
Отсутствие USB 3.0. Конечно странный аргумент для ретро-техники, но для кого-то может быть критичным.
Для 3D ретро гейминга устройство может не подойти. Особенно если играть в игры с софтрендером на высоком разрешении, процессор слишком слаб.

Очень забавно вышло, когда статья была практически готова к сдаче на проверку, у меня крякнул мой дешманский БП BoxIT. Бывает и такое, а поскольку у меня есть график публикаций, то статью нужно было закончить. И тут, доказав полезность обладания подобным ништяком «про запас», на помощь мне пришел один из моих ноутбуков, который работал на VIA C7 и спас ситуацию!

Заключение

Такому ноутбуку даже сейчас можно найти применение и сделать его полезным. Однако, к сожалению, большинство людей банально об этом даже не задумывались, необоснованно считая подобные ништяки «E-Waste». Кто знает, вдруг благодаря этой статье, именно ваш ноутбук из подвала будет снова работать спустя долгие годы и принесёт пользу своему владельцу? 🙂

На самом деле, пункт «заключение» в моих статьях отнюдь не «филлер», мне регулярно пишут люди в ЛС с вопросами «а где можно применить подобный ништяк», или предлагают заслать его мне. Я регулярно вижу в комментариях, как мои читатели показывают, как применяют старые гаджеты в современном мире и мне действительно приятно это видеть. А вы как считаете?


 

Источник

Читайте также