יותר כוח להספק נמוך

מה שיישומי IoT תעשייתיים צריכים היום הוא שילוב של מעבד בעל ביצועים גבוהים בהספק נמוך טֶכנוֹלוֹגִיָה, פעולה חזקה בזמן אמת, קישוריות בזמן אמת וטכנולוגיות היפרוויזור בזמן אמת. עם הדור העדכני ביותר של מעבדי Intel Atom, Celeron ו-Pentium, לוחות ומודולים של congatec מציעים יותר כוח עבור יישומים בעלי הספק נמוך בכל היבט.

שווקי היעד כוללים אוטומציה ובקרה - החל מבקרות תהליכים מבוזרות ברשתות אנרגיה חכמות ובתעשיית התהליכים ועד לרובוטיקה חכמה, או אפילו בקרות PLC ו- CNC לייצור דיסקרטי. שווקים אחרים בזמן אמת נמצאים בטכנולוגיות בדיקה ומדידה ויישומי תחבורה, כגון מערכות רכבת ורכבות או כלי רכב אוטונומיים, אשר כולם נהנים גם מאפשרויות הטמפרטורה המורחבות.

הדור החדש של מעבדים בעלי צריכת חשמל נמוכה מתאים גם למושלם ליישומים עתירי גרפיקה כגון קופה המחוברת לקצה, קיוסק ומערכות שילוט דיגיטלי, או מסופי משחקים והגרלות מבוזרים, אשר הלוחות והמודולים החדשים של קונגטק מציעים גם מכונה מרחוק משופרת. -תקשורת למכונה. מעבדי Intel Atom, Celeron ו- Pentium החדשים בעלי הספק נמוך (המכונה אגם Elkhart Lake) יכבשו במהירות את שוק המחשוב המוטבע והקצה ויהפכו לספינת הדגל החדשה של מחשוב משובץ חסר מאווררים, מ -4.5 עד 12 וואט. יש לכך הרבה סיבות טובות:

עלייה משמעותית ב מעבד ביצועים

מעבדי Intel Atom, Celeron ו- Pentium החדשים בעלי הספק נמוך, מציעים דחיפת ביצועים משמעותית של עד 50% ריבוי אשכולות ואפילו עד 70% ביצועים של חוט יחיד לעומת קודמיהם בהתבסס על הארכיטקטורה של אגם אפולו. עבור יישומים תעשייתיים רבים, חשוב גם כי נתמך טווח הטמפרטורות המורחב בין -40 ° C ל + 85 ° C. עם עד 4 ליבות וקצב שעון מרבי של עד 3 ג'יגה הרץ במצב דחיפה, המעבדים החדשים מביאים שיפורים משמעותיים בביצועים לכל השוק המוטמע, כולל יישומים בודדים כמו גם ריבוי הברגות.

עם זאת, העובדה שטכנולוגיית מעבדי Intel Atom זמינה כעת ב- 10nm חשובה עוד יותר עבור יישומים משובצים. משתמשים משובצים בארכיטקטורות הקודמות של אינטל בהספק נמוך עם שמות הקוד אפולו לייק (14 ננומטר), בראסוול (14 ננומטר) או מפרץ שביל (22 ננומטר) אשר נודדים לגרסאות האגם האלקארט החדשות, יכולים אפוא ליהנות מהיתרונות של טכנולוגיית SuperFin של אינטל. בפעם הראשונה. לצד צפיפות אריזה גבוהה יותר, זה מציע צריכת חשמל נמוכה יותר באותה ביצועים או ביצועים גבוהים יותר ב- TDP שווה. שני ההיבטים הם המפתח בעיצובים משובצים. השוואה בין העיצובים החדשים, הזמינים בגרסאות בין 4.5 ל -12 וואט, מראה כי משתמשים בכל מחלקת TDP יכולים ליהנות מעליית ביצועים משמעותית. ומכיוון שמצבי חיסכון בחשמל של המעבדים מאושרים על ידי Energy Star 3.0, יישומים מחוברים צורכים מעט מאוד כוח במצב המתנה ללא צורך בשבב proxy רשת מיוחד.

תפוקת הנתונים המוגברת נתמכת על ידי יותר זיכרון RAM, הניתן להרחבה עד למקסימום של 16 GB זיכרון LPDDR4 עם עד 4267 MT / s. יישומים בזמן אמת קריטיים למשימה נהנים גם מיישומי ECC חסכוניים יותר, מכיוון שקוד תיקון שגיאות אינטל באינבנד (IBECC) מאפשר שימוש בזיכרון קונבנציונאלי במחיר סביר יותר במקום זיכרון RAM ייעודי. לקוחות יכולים להגדיר את מצב ה- ECC וה- ECC במצב ה- BIOS. העובדה שניתן להחיל IBECC רק על אזורי זיכרון מסוימים היא יתרון מיוחד מכיוון שזה אומר שמפתחים לא צריכים לבחור בין הכל או כלום. לדוגמה, ניתן להגן על אזור הזיכרון השמור למכונה וירטואלית קריטית למשימה מפני שגיאות נתונים על ידי החלת IBECC, בעוד שהזיכרון הראשי שנותר פועל ללא תכונה זו לטובת קצב נתונים גבוה יותר. אך גם עם IBECC מופעל, קצב הנתונים בר השגה גבוה לעיתים פי שניים מזיכרון DDR3L ECC במעבדי Intel Atom E3900.

זיכרון הבזק UFS 2.1 המשולב (אחסון פלאש אוניברסלי) מושך בהקשר זה. בהשוואה ל- eMMC, לטכנולוגיית האחסון החדשה הזו יש רוחב פס גבוה בהרבה, העברת נתונים מהירה יותר ויכולות אחסון גדולות יותר. כל זה מוצע באותה טביעת רגל, ו- UFS יכול אפילו לשמש ככונן אתחול ראשי.

פעמיים גרפיקה מהירה לחוויות סוחפות

הלוחות והמודולים החדשים מציעים גם גרפיקה מרשימה במהירות כפולה עד 3x 4k @ 60fps ועומק צבע 10 סיביות. העלייה המסיבית הזו בביצועי הגרפיקה התאפשרה על ידי שילוב יחידת הגרפיקה של אינטל Gen11, שכבר נבנתה במעבדי Intel Core החזקים משמעותית מהדור העשירי (Ice Lake). שוב, ה- GPU יושב על מת המעבד ונהנה מהביצועים ואופטימיזציות האנרגיה של טכנולוגיית הייצור 10nm. אך מעל לכל, עליית הביצועים נובעת ממספר יחידות הביצוע המשולבות (האיחוד האירופי), שיש להן עד 10. לכן ביצועי הגרפיקה מוכפלים פשוט בגלל היעילות הגבוהה ומספר האיחוד האירופי המוגבר, מכיוון שהספק נמוך בגרפיקה Gen32 של אגם אפולו היו מקסימום 9 אירופיות. הגרפיקה של Gen18 מתייחסת לדרישות רוחב הפס הגבוהות וכתוצאה מכך עם דחיסה טובה יותר, מטמון L11 גדול יותר וקצב העברת נתונים מרבי גבוה יותר. הוא תומך גם בכל ממשקי ה- API הגדולים של האצה כמו DirectX 3, OpenGL 12, Vulkan 4.5, OpenCL 1.1 ו- Metal, מה שהופך אותו לאידיאלי עבור גרפיקה תלת ממדית ומגוון רחב של יישומים מונעי GPGPU. יישומים כבדי וידיאו, כגון שילוט דיגיטלי, משחקים, לקוחות סטרימינג ומערכות כותרת AV, נהנים מקידוד ופענוח מואצים וחומרה של ה- codec העדכני ביותר, כגון ה- HEVC האולטרה-יעיל אך גם מחשוב. .1.1) ו- VP3, ​​כמו גם קודמיהם הנפוצים AVC (H.265) ו- AV9.

תפוקת נתונים גבוהה יותר הודות ל- PCIe Gen3 ו- USB 3.1 Gen2

עבור מפתחים רבים, תפוקת נתונים גבוהה יותר לציוד היקפי תהיה גם יתרון מרכזי של מעבדי Intel Core החדשים. לראשונה, PCIe Gen3 זמין במעבד בעל צריכת חשמל נמוכה, מה שאומר שקצב הנתונים הוכפל למקסימום 32 ג'יגה-בייט / שנייה (16 ג'יגה-בייט לכל ערוץ חיצוני וחוזר) בהשוואה ל- PCIe Gen2 כפי שהוא נתמך על ידי אגם אפולו. . זה מושג כעת ב 8 GHz במקום תדר שעון 5 GHz.

תכונה חדשה נוספת עבור x86 בהספק נמוך היא תמיכה ב- USB 3.1 Gen2, שמציעה עליית ביצועים משמעותית בהשוואה ל- USB 3.1 Gen1. במהירות של עד 10 GBit / s זה מאפשר העברת נתונים מהירה פי שניים בהשוואה ל- USB 3.1 Gen1, מה שמאפשר העברת אותות וידאו UHD לא דחוסים - למשל, ממצלמה לצג - באמצעות USB בפעם הראשונה.

עם זאת, הגדלת קצב השעון של אוטובוסים היקפיים יכולה להשפיע במידה רבה על תכנון המערכת מכיוון שהדבר גורם לאתגרים חדשים עבור מפתחי לוחות הספקים, במיוחד בנוגע לתאימות האותות. שיעורי שעון גבוהים יותר הופכים את הניתוב ליותר מורכב ומועד לטעויות. קונגקטק, אם כן, מציעה ללקוחותיה שירותי עיצוב מובילים מקיף ומבחני תאימות. זה חוסך את הלקוחות מלהיות צריך להסתמך על מעבדות חיצוניות, ובמקרה של בעיות, יש לו יתרון נוסף בכך שהם יכולים לדבר ישירות עם המומחים שכבר בדקו ביסודיות שילובי COM ומובילים אחרים, כלומר יש להם בדיוק את המומחיות הנדרשת.

זמן אמת קשה - אפילו באמצעות אתרנט רגיל

הפונקציות של הלוחות והמודולים החדשים המוערכים במיוחד ביישומים תעשייתיים בזמן אמת המבוססים על VxWorks ולינוקס בזמן אמת הם TSN (Network Synchronized Networking), Intel® TCC (Time Coordinated Computing) ו- RTS (מערכות בזמן אמת) תמיכת hypervisor.

TSN מאפשר יישומי אינטרנט מישושיים דרך IP בזמן אמת קשה. המודולים והלוחות המבוססים על מעבדי Intel Atom החדשים של congatec מציעים MAC משולבים התומכים ב- TSN מעל 1 GbE. לאחר שתמכה ב- TSN כבר תקופה ארוכה, congatec מספקת גם פלטפורמות פיתוח המשלבות רשת TSN עם שליטה בזמן אמת. לקוחות שרוצים לשלב TSN ביישומים שלהם יכולים לפיכך ליהנות ישירות מהפתרונות המוכנים ליישומים שכבר קיימים.

טכנולוגיית TCC מתארת ​​תקשורת מבוססת IP של אינטל בזמן אמת גם כלפי ה- I / O כדי להפחית את החביון ולמזער ריצוד בתהליכים סינכרוניים. ניתן לכוונן אותו באמצעות ערכת הכלים של תוכנת Intel TCC. זה יכול להיות שימושי עבור יישומים בזמן אמת בתחום התחבורה שבו יש לשלב את אוטובוס ה- CAN המשולב במעבד.

תמיכה מקיפה בוירטואליזציה לאיחוד חומרה

באופן טבעי, וירטואליזציה של חומרה ממלאת תפקיד חשוב במערכות בזמן אמת מחוברות שכן ריבוי משימות בזמן אמת הוא דרישה מרכזית עבור מכשירי IoT ו- edge. מעבדי Intel Atom תומכים בווירטואליזציה בטכנולוגיית Intel VT, המהווה תוספת אטרקטיבית לטכנולוגיות hypervisor בזמן אמת כמו אלה שמציעה congatec עם ה- RTS Hypervisor. טכנולוגיית VT של אינטל תומכת, למשל, בווירטואליזציה של קלט / פלט שורש יחיד (SR-IOV). זה מאפשר לאפליקציות מרובות המתארחות במכונות וירטואליות עם מערכות הפעלה כלליות (GPOS) לגשת באופן מקורי לממשק קלט / פלט, למשל לאחד מממשקי ה- Ethernet. זו תכונה אטרקטיבית למדי, במיוחד משום שממשקים אלה לרוב חסרים.

RTS Hypervisor מחברת הבת congatec Real-Time Systems משלב בצורה חלקה עם יכולות הווירטואליזציה המשולבות בחומרה של מעבדי Elkhart Lake להפעלת יישומים קריטיים בזמן אמת - במקביל למערכות הפעלה רב-תכליתיות אחרות כמו לינוקס ו- Windows, מבלי לגרום לכל תוספת. חֶבִיוֹן. לכן וירטואליזציה מסייעת בעיקר לאיחוד משימות רבות במערכת אחת. ומספר המשימות מתרבה במהירות במערכות הבקרה התעשייתיות מהדור הבא, שבימים אלה, מעבר לשליטה באתר, נדרשות לרוב גם לתקשר אחת עם השנייה בזמן אמת. בנוסף, יש צורך בחילופי נתונים מבוססי IIoT כדי לפקח על מכונות מבוזרות, לייעל את ביצועי הנכסים ולהציג מודלים עסקיים חדשים עם תחזיות ניבוי והיצע כשירות. יישומים רבים דורשים גם שילוב של בינה מלאכותית מבוססת-ראייה. ה- RTS Hypervisor נתמך על ידי כל הלוחות והמודולים החדשים עם מעבדי Intel Atom, Celeron ו- Pentium החדשים. זו תכונה שזמינה רק מ- congatec בצורה זו.

בינה מלאכותית וראיית מכונה

כיום נעשה שימוש נרחב בבינה מלאכותית לניתוחי קצה. מעבדי אינטל החדשים תומכים בתיק נרחב של מוצרי AI ואופטימיזציות למסגרות נפוצות. ראוי לציון במיוחד תמיכה ב- OpenVino וב- ML ML. Microsoft ML היא ספריית תוכנה ללימוד מכונה בחינם עבור שפות התכנות C # ו- F #. הוא תומך גם במודלים של פייתון בשימוש בשילוב עם NimbusML. ערכת הכלים של OpenVINO ™ כוללת את ערכת הכלים של Intel® Deep Learning Deployment Toolkit, אופטימיזציה של OpenCV וקידוד ופענוח מדיה ופיתוח, כמו גם 20 מודלים שהוכשרו מראש ודוגמאות קוד. דרך יעילה להתחיל עם ראיית מחשב ו- OpenVINO היא ערכת איחוד עומסי העבודה של congatec ליישומי מודעות מצבים מבוססי-ראייה. היא מוכנה ליישומים ומאפשרת מודעות להקשר לרובוטים, רכבים אוטונומיים ומעקב וידאו, ספירת נוסעים והולכי רגל, או מערכות קופה אוטומטיות בשוק הקמעונאי.

ערכת איחוד עומסי עבודה לראיית מכונה

ערכת איחוד העומס בעבודה ליישומי מודעות מצבים מבוססי-ראייה מ- congatec, המוסמכת על ידי אינטל כערכת Intel® IoT RFP מוכנה לייצור, מדגימה את יתרונות היעילות שבווירטואליזציה. היא מציעה שלוש מכונות וירטואליות (VM) לאיחוד עומסי עבודה של יישומי ראייה המבוססים על טכנולוגיית hypervisor ממערכות Real-Time (RTS). VM אחד מפעיל יישום AI מבוסס חזון המשתמש בתוכנת Intel® OpenVino ™ למודעות מצבית. ה- VM השני מסוגל בזמן אמת ומפעיל תוכנת בקרה דטרמיניסטית, ואילו ה- VM השלישי משמש כשער IIoT / Industry 4.0. ערכת congatec, שפותחה בשיתוף פעולה עם אינטל ו- RTS וניתנת לזמינה גם עם הדור החדש של מעבדי Intel Atom, מכוונת לדור הבא של רובוטיקה שיתופית מבוססת-חזון, בקרת מכונות ורכבים אוטונומיים שצריכים לבצע מספר משימות ב במקביל, כולל מודעות מצבית המבוססת על אלגוריתמי AI מבוססי למידה עמוקה.

שיפורי אבטחה משמעותיים

כל מכשירי ה- IIoT edge חייבים לשלב תכונות אבטחה. יצרני יצרנים מקומיים יכולים להשתמש בטכנולוגיות וירטואליזציה כגון ה- hypervisor בזמן אמת מבית RTS כדי לשלב אותן. עם זאת, באופן אידיאלי, הבסיס כבר מעוגן ישירות בחומרה. גם לדור המעבדים החדש בעל הספק נמוך יש הרבה מה להציע מבחינה זו. לדוגמא, לוחות ומודולים מבוססי מעבדי Intel Atom, Celeron ו- Pentium החדשים של congatec מציעים אפשרויות חדשניות לניהול מקיף יותר מחוץ לתחום יחד עם מגוון מלא של תכונות אבטחה משובצות כגון אתחול מאומת באמצעות Intel® Boot Guard 2.1, TPM תמיכה הכוללת Intel® Platform Trust Technology (Intel® PTT) ו- Intel® Dynamic Application Loader (Intel® DAL) כדי לאפשר פיתוח של יישומים עקביים ואמינים באמת. וכשמדובר בהצפנת נתונים ופענוח, הלוחות והמודולים החדשים מציעים יותר. הוראות ההצפנה המתקדמות של Intel® הוראות חדשות (AES-NI) והרחבות SHA לאלגוריתמי Hash מאובטחים מואצים בחומרה כעת חזקים עוד יותר. תכונה חדשה לחלוטין היא תמיכה במעבדים של צופני SMx, קבוצה של אלגוריתמים סטנדרטיים המשמשים במיוחד בסין. לבסוף, הגנה מפני העתקות HDCP 2.3, הדרושה להפעלת מדיה HD האחרונה, זמינה כעת גם כן.

הפעלה רציפה 24/7 ותמיכה לטווח ארוך

הלוחות והמודולים החדשים מבוססי מעבד Intel Atom, Celeron ו- Pentium מתוכננים לאמינות גבוהה ולחיי שירות ארוכים. עבור מעבדים המשמשים בסביבות תעשייתיות קשות, אינטל מציעה 10 שנות פעילות רציפה 24/7 (100% במצב שינה S0), וטווחי טווח מורחבים נעים בין -40 ° C ל- + 85 ° C או TJ מקסימלי של 100 מעלות צלזיוס עד 110 מעלות צלזיוס. אינטל מתכננת להציע זמינות מובטחת של מעבד למשך 15 שנים, מה שיאפשר לקונגאטק להבטיח את אותה זמינות למוצרים זהים לתפקוד - דבר שחשוב במיוחד לתחום הרפואה והתחבורה, למשל. נכון לעכשיו, הזמינות הסטנדרטית של לוחות congatec היא 10 שנים. עבור יצרני ציוד מקורי עם דרישות זמינות גבוהות יותר, ניתן לארגן תוכניות מיוחדות עם זמינות ארוכה יותר.

עשר תצורות חדשות

הלוחות והמודולים החדשים זמינים בגורמי Pico-ITX SBC, SMARC, Qseven, COM Express Compact ו- Mini בתצורות המעבד הבאות: