Crusoe

CrusoeとEfficeon

Crusoe（クルーソー）およびその後継であるEfficeon（イフィシオン）は、かつて存在した米国の半導体メーカー、トランスメタ社が開発したx86互換のマイクロプロセッサ群です。トランスメタは自社で製造設備を持たないファブレス企業であり、プロセッサの製造は外部の委託先で行われていました。

Crusoe

「Crusoe」という名称は、有名な物語『ロビンソン・クルーソー』の主人公に由来しています。このプロセッサの最大の特徴は、一般的なx86プロセッサのようにハードウェアで直接命令をデコードせず、「コードモーフィングソフトウェア（CMS）」と呼ばれるソフトウェアが、x86命令をCrusoe独自の非常に長い命令語（VLIW）形式のネイティブ命令へと動的に変換して実行する点にありました。この方式は、発表当初、同時期に開発が進められていたインテルのItanium（EPICアーキテクチャを採用）におけるVLIW（またはその発展形）の実装アプローチと比較されることがありました。また、電力効率を高めるために、CPUにかかる負荷に応じて動作周波数を動的に上下させる独自の「LongRun技術」を搭載しており、モバイル機器における消費電力削減に貢献しました。

第1世代Crusoe

2000年に登場した最初の世代、具体的には「TM5400」と「TM5600」は、PCのマザーボード上でノースブリッジと呼ばれるチップが担う機能の一部をCPU内部に統合していました。ただし、当時の標準的なグラフィックインターフェースであるAGPには対応していませんでした。当初は組み込みシステム向けの用途が想定されていましたが、発売当時はまだ低消費電力に特化したモバイル向けCPUが少なかったこともあり、ソニー、NEC、富士通、東芝、カシオといった特に日本のメーカー製ノートパソコンに広く採用されました。しかし、アプリケーションの初回起動時にはコードモーフィング処理が必要となるため、パフォーマンス面では課題がありました。ベンチマークテストなどでは、同じクロック周波数の他社製CPUと比較して性能が60%程度にとどまる場合が多く、性能面では劣ると評価されました。さらに、ノートパソコン全体のバッテリー駆動時間はCPUだけでなく他の部品の消費電力にも左右されるため、Crusoe採用だけで劇的に長時間駆動が実現するわけではありませんでした。発売当初は、CMSがフラッシュメモリに格納されており、後のアップデートによる改善が期待されていましたが、実際に修正版が一般向けに提供されることはありませんでした。

第2世代Crusoe

2002年には、CMSをバージョン4.2に更新し、動作クロック周波数を向上させた「TM5800」が発売されました。これにより、パフォーマンスの改善が図られました。この世代は、ノートパソコンだけでなく、タブレットPCやブレードサーバといった用途への採用も期待されました。しかし、2003年にインテルが強力な対抗馬となる低消費電力CPU「Pentium M」を市場に投入したことや、製造委託先をIBMからTSMCに変更したにもかかわらず製造上の遅延が繰り返され、計画していたクロック周波数の向上や性能改善が十分に進まなかったことなどから、各社のノートパソコンにおける採用数は徐々に減少していきました。

Crusoeを採用した主な製品例

Crusoeは、特に日本のモバイルPC市場で一時的に存在感を示しました。採用例としては、NECのLaVie MXやLavie Z、富士通のFMV-BIBLO LOOX、ソニーのVAIO PCG-C1VJシリーズやPCG-U1、カシオのCASSIOPEIA FIVA、シャープのMebiusノート PC-SX1-H1やPC-MM1シリーズ、東芝のLibretto Lシリーズ、日立製作所の企業向けFLORA 220TXなどがあります。また、米国のOQOが開発した超小型PCにも採用されました。IBMもCrusoe搭載のThinkPad試作機を開発・展示しましたが、目標とするバッテリー駆動時間を達成できず、製品化には至りませんでした。

Efficeon

Crusoeの次世代プロセッサとして、開発コードネーム「Astro」と呼ばれていた「TM8000」シリーズが、後に「Efficeon」と正式名称が与えられ、2004年に発売されました。製造は当初TSMCがTM8600シリーズを担当しましたが、製造プロセスを90nmに移行したTM8800シリーズからは富士通の工場で行われました。

Efficeonは、VLIWで一度に実行できる命令数を倍にするなど、内部設計が大幅に見直されました。これにより、パフォーマンスは大きく改善し、同じクロック周波数のPentium系CPUと比較して80%〜90%程度の性能を発揮できるようになりました。Crusoeと同様にノースブリッジ相当の機能を内蔵し、Crusoeでは非対応だったAGPにも対応しました。同時に発表されたLongRun2技術は当初採用されませんでしたが、消費電力はCrusoeからわずかに増加した程度にとどまりました。しかし、市場ではすでに多くのメーカーがインテルのPentium Mへと軸足を移しており、Efficeonのノートパソコンでの採用はシャープの一部の製品に限られました。Efficeonを採用したファンレスPCやベアボーンキットも存在しましたが、他社製CPU搭載製品に比べてやや高価でした。一度は市場からの撤退が囁かれたEfficeonですが、後にLongRun2を実装したバージョンの存在が示唆され、再登場の期待も持たれました。また、マイクロソフトのプリペイドPCサービス「FlexGO」専用CPUや、サムスン製のWindows XP搭載携帯端末SPH-P9000にTM8820が搭載されるなど、特殊な用途での採用事例も見られました。

Efficeonを採用した主な製品例

Efficeonが採用された製品は少なかったものの、シャープのMebius MURAMASAシリーズ（MM2/MM50/MM70/CV、MP40H、MP50G/MP60GS/MP70G）、イーレッツのBe Silent Mt6600、HPのシンクライアントt5710などがありました。

他社プロセッサ開発への影響

Crusoeが登場した当時、インテルとAMDはCPUのクロック周波数を競い合う「クロック戦争」の最中にありました。しかし、クロックの上昇は同時に消費電力と発熱の増加を招き、バッテリー駆動時間が重要なノートパソコンにとっては大きな問題でした。特にモバイルPC市場が大きかった日本では、バッテリー駆動時間へのニーズが高く、その解決策の一つとして低消費電力のCrusoeが注目され、多くのメーカーに採用されました。

インテルへの影響

Crusoeの登場は、インテルに危機感を与えたと言われています。インテルはこれに対抗し、2001年に既存のMobile Pentium IIIから、より低い電圧で動作する選別品として低電圧版および超低電圧版を投入しました。その後、デスクトップ向けアーキテクチャを基にしたPentium 4-Mシリーズをモバイル向けに展開しましたが、消費電力と発熱の問題に直面しました。こうした経験を経て、インテルは2003年にPentium Mを投入します。これは、Pentium III以前の「P6マイクロアーキテクチャ」を基盤としつつ、モバイル向けに最適化された設計により、クロック周波数は抑えながらも電力あたりの処理能力が高いCPUでした。このPentium Mの設計思想は、その後のネットブック向けCPUであるAtomシリーズや、デスクトップ向けで成功を収めたCore 2シリーズの源流となり、今日の省電力高性能CPU開発に大きな影響を与えました。

トランスメタのLongRun技術が、インテルの動的な周波数・電圧制御技術であるEIST（Enhanced Intel SpeedStep Technology）の着想に影響を与えたとされ、トランスメタは2006年にインテルを特許侵害で訴え、後に和解に至っています。

トランスメタ自身は、インテルなど大手企業の圧倒的な開発力や市場支配力に押され、業績が悪化。2005年には半導体製造販売から知的財産ライセンス企業へと戦略を転換し、事業構造のリストラを実施しました。これにより一時的に黒字化を達成しましたが、Crusoe関連技術資産の売却やEfficeonの技術ライセンス提供は、その後の展開に影響を与えました。

AMDへの影響

AMDもまた、クロック戦争終結後の2004年頃から「省電力・高効率」な方向へシフトしていきます。これまでのK7アーキテクチャの一部をベースに、旧National Semiconductorから買収した省電力プロセッサブランド「Geode」を冠したGeode NXを投入しました。さらに、後のAMD-K8アーキテクチャでは、Opteron EE/HEやモバイル向けTurion 64といった低消費電力ソリューションを展開しました。

CrusoeとEfficeonは、商業的には大きな成功を収めることはありませんでしたが、コードモーフィングによるx86互換性、VLIWアーキテクチャ、LongRun技術による低消費電力化といった独自の技術アプローチは、当時のCPU設計においてユニークな存在であり、その後のモバイルCPU開発や省電力技術の進化に間接的ではありますが重要な影響を与えたプロセッサと言えるでしょう。

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