Większa moc obliczeniowa przy mniejszym poborze mocy
| Prezentacje firmowe AktualnościUżytkownicy aplikacji embedded o małych gabarytach i małym poborze mocy, realizowanych na bazie komputerów jednopłytkowych standardu SMARC, Qseven, COM Express Compact/Mini lub Pico-ITX, mogą odnieść duże korzyści po premierze najnowszych mikroprocesorów „Elkhart Lake“ firmy Intel. Zastępując wcześniejszą generację „Apollo Lake“, zapewniają one nie tylko większą moc obliczeniową przy mniejszym poborze mocy w przemysłowych aplikacjach IoT, ale również umożliwiają pracę w czasie rzeczywistym dzięki szybkiej komunikacji i technologii hypervisor.
Oferując duży wzrost wydajności przy mniejszym poborze mocy, trzy energooszczędne mikroprocesory Intel Elkhart Lake — Atom, Celeron i Pentium — przyspieszają przetwarzanie wielowątkowe o 50% w porównaniu z układami poprzedniej generacji, dzięki wdrożeniu nowej mikroarchitektury 4-rdzeniowej. W aplikacjach jednowątkowych duża częstotliwość taktowania, sięgająca 3 GHz, pozwala zwiększyć wydajność nawet o 70%. Możliwość pracy w szerokim zakresie temperatury otoczenia od -40°C do +85°C jest bardzo ważna w przypadku zastosowań przemysłowych.
Wraz z wprowadzeniem energooszczędnych układów Elkhart Lake, aplikacje embedded mogą teraz korzystać z wprowadzonej w nich technologii Intel 10 nm SuperFin. Obsługa dodatkowych typów pamięci RAM pozwala znacznie zwiększyć przepustowość danych. Obsługiwane są teraz pamięci LPDDR4 o pojemności do 32 GB z szybkością transmisji danych sięgającą 4267 MT/s, podczas gdy poprzednie generacje zapewniały jedynie obsługę pamięci LPDDR4 o pojemności do 8 GB i szybkości do 2400 MT/s. Wprowadzenie taniego schematu korekcji błędów IBECC (Inband Error Correction Code) jest dużą zaletą w aplikacjach mission critical, pracujących w czasie rzeczywistym. Zamiast używać drogich modułów pamięci ECC, projektanci mogą wykorzystać tańszą, konwencjonalną pamięć RAM. Ustawienie trybu jako ECC lub non-ECC można łatwo przeprowadzić w BIOS-ie, co oznacza, że programiści mogą wybrać, które obszary pamięci zostaną przypisane jako IBECC.
Szybkie przetwarzanie grafiki przy małym poborze mocy
Mikroprocesory najnowszej generacji zawierają kontrolery graficzne Intel Gen11, umożliwiające obsługę trzech wyświetlaczy 4K @ 60 fps przy 10-bitowej głębi koloru. Również tu, zastosowanie technologii 10 nm w procesie produkcyjnym, pozwoliło na uzyskanie niezwykle dużej wydajności przy małym poborze mocy. Wynika to również z zastosowania 32 jednostek obliczeniowych EU (execution units) w porównaniu z 18 jednostkami zintegrowanymi w energooszczędnych kontrolerach graficznych Gen9 w układach Apollo Lake. Co więcej, poprawiona kompresja, zwiększona pojemność pamięci podręcznej L3 i szybszy transfer danych, zapewniają większą wydajność w aplikacjach intensywnie korzystających z grafiki.
Imponujący wzrost szybkości przesyłania danych
Dzięki obsłudze szyny PCIe Gen3, wprowadzonej w energooszczędnych mikroprocesorach Core, szybkość transmisji wzrosła do 32 GBps (po 16 GBps dla danych przychodzących i wychodzących) przy częstotliwości zegara 8 GHz, co stanowi dwukrotnie większą wartość niż w przypadku szyny PCIe Gen2 taktowanej zegarem 5 GHz.
Kompatybilność energooszczędnych mikroprocesorów x86 ze standardem interfejsu USB 3.1 Gen2 zwiększa szybkość transmisji danych do 10 Gbps, pozwalając na przesyłanie nieskompresowanego strumienia danych wideo UHD przez port USB, na przykład bezpośrednio z kamery do wyświetlacza.
Natywna obsługa Ethernetu zapewnia pełną przepustowość
Kolejne zalety to wsparcie technologii TSN (Time Synchronized Networking) z Intel TCC (Time Coordinated Computing) oraz RTS hypervisor. W porównaniu z układami poprzedniej generacji, wprowadzono natywną obsługę 3 x 2,5 GbE Ethernet, co znacznie zwiększa przepustowość sieci LAN. Jednak wsparcie systemów czasu rzeczywistego w sieciach IP to tylko jedna z zalet w aplikacjach przemysłowych wymagających deterministycznego działania. Ta sama komunikacja oparta na protokole IP pomiędzy komputerami embedded i urządzeniami I/O, charakteryzująca się małymi opóźnieniami i bardzo małym jitterem, jest również wymagana w procesach synchronicznych. Dzięki wsparciu technologii Intel TCC można je teraz również aranżować. Z tych funkcji korzystają na przykład aplikacje czasu rzeczywistego wykorzystywane przez branżę transportową, które wymagają integracji z magistralą CAN. Ustawienia można konfigurować za pomocą zestawu narzędzi Intel TCC Software Toolkit.
Zaawansowane zabezpieczenia
Bezpieczeństwo danych to niezbędna cecha urządzeń IIoT edge. Choć funkcje bezpieczeństwa mogą być zintegrowane przez producentów OEM za pomocą technologii wirtualizacji, np. RTS hypervisor, bardziej optymalnym rozwiązaniem jest implementacja sprzętowa. Nowe energooszczędne płytki mikroprocesorowe i moduły z oferty firmy congatec, zaprojektowane do współpracy z nowymi mikroprocesorami Atom, Celeron i Pentium, są wyposażone w wiele funkcji pozwalających sprostać dużym wymaganiom w zakresie bezpieczeństwa. Należą do nich Intel Boot Guard 2.1 do weryfikacji podczas bootowania, Intel Platform Trust Technology (Intel PTT) do zapewnienia kompatybilności z TPM oraz Intel Dynamic Application Loader (Intel DAL), pomagająca programistom w tworzeniu jednolitych i niezawodnych aplikacji. W przypadku szyfrowania i deszyfrowania danych, płyty i moduły firmy congatec oparte na mikroprocesorach Elkhart Lake oferują dodatkowo obsługę standardów Intel Advanced Encryption Standard New Instructions (AES-NI) i rozszerzeń SHA, zapewniających zaawansowane zabezpieczenia algorytmów Secure Hash, które są wspomagane sprzętowo. Programiści docenią też obsługę szyfrowania SMx oraz ochronę przed kopiowaniem HDCP 2.3 podczas odtwarzania multimediów w jakości HD.
Duże możliwości projektowania
Dzięki modułom CoM firmy congatec, opartym na mikroprocesorach Elkhart Lake, projektanci zyskują duże możliwości projektowania aplikacji energooszczędnych. Otrzymują wygodną kombinację elastycznych, dostosowanych do potrzeb klienta płyt bazowych z gotowymi do pracy i łatwymi w integracji, standardowymi modułami, zawierającymi wszystkie niezbędne sterowniki i oprogramowanie firmware. Moduły CoM to tzw. "super komponenty", obejmujące wszystkie kluczowe bloki, takie jak mikroprocesor, pamięć RAM, zestaw szybkich interfejsów, a często też kontroler graficzny.
Kolejną zaletą jest fakt, że moduły Computer-on-Module tego samego standardu, takie jak COM Express, SMARC czy Qseven są wymienne, jeśli chodzi o producentów i rodzaje zastosowanych mikroprocesorów. Daje to producentom OEM pełną elastyczność przy skalowaniu i modernizacji systemów, poprzez zastosowanie najnowszych technologii, na przykład mikroprocesorów Elkhart Lake. Gdy za kilka lat zostanie wprowadzona na rynek następna generacja mikroprocesorów Intel Atom, projektanci chcący zaktualizować swoje aplikacje, będą musieli jedynie wymienić sam moduł.
