低電力のためのより多くの電力

今日の産業用 IoT アプリケーションに必要なのは、高性能、低電力プロセッサの組み合わせです。 テクノロジー、堅牢なリアルタイム操作、リアルタイム接続、およびリアルタイム ハイパーバイザー テクノロジー。 最新の Intel Atom、Celeron、Pentium プロセッサ世代を搭載した congatec のボードとモジュールは、あらゆる面で低電力アプリケーションにより多くの電力を提供します。

ターゲット市場には、自動化と制御が含まれます–スマートエネルギーネットワークとプロセス産業の分散プロセス制御からスマートロボティクス、さらにはディスクリート製造用のPLCとCNC制御まで。 他のリアルタイム市場は、列車や線路のシステムや自動運転車などのテストおよび測定技術や輸送アプリケーションに見られます。これらはすべて、拡張された温度オプションの恩恵を受けています。

新しい低電力プロセッサ世代は、エッジ接続されたPOS、キオスク、デジタルサイネージシステム、分散型ゲームや宝くじ端末など、グラフィックを多用するアプリケーションにも最適です。新しいコンゲートボードとモジュールは、拡張されたリモートマシンも提供します。 -マシン間通信。 したがって、新しい低電力Intel Atom、Celeron、およびPentiumプロセッサ（別名Elkhart Lake）は、組み込みおよびエッジコンピューティング市場を急速に征服し、4.5〜12ワットのファンレス低電力組み込みコンピューティングの新しいフラッグシップになります。 これには多くの正当な理由があります。

大幅な増加 プロセッサ パフォーマンス

新しい低電力IntelAtom、Celeron、およびPentiumプロセッサーは、Apollo Lakeマイクロアーキテクチャーに基づいて、以前のプロセッサーと比較して、最大50％のマルチスレッドおよび最大70％のシングルスレッドパフォーマンスの大幅なパフォーマンス向上を提供します。 多くの産業用アプリケーションでは、-40°Cから+ 85°Cまでの拡張温度範囲をサポートすることも重要です。 ブーストモードで最大4コアと最大3GHzの最大クロックレートを備えた新しいプロセッサは、シングルスレッドアプリケーションとマルチスレッドアプリケーションを含む組み込み市場全体に大幅なパフォーマンスの向上をもたらします。

ただし、Intel Atomプロセッサテクノロジが10nmで利用できるようになったという事実は、組み込みアプリケーションにとってさらに重要です。 したがって、コードネームがApollo Lake（14nm）、Braswell（14nm）、またはBay Trail（22nm）で、新しいElkhart Lakeバリアントに移行する、以前の低電力Intelアーキテクチャの組み込みユーザーは、IntelのSuperFinテクノロジーの利点を活用できます。初めて。 より高いパッキング密度の次に、これは同じパフォーマンスでより低い消費電力または等しいTDPでより高いパフォーマンスのいずれかを提供します。 組み込み設計では、両方の側面が重要です。 4.5〜12ワットのバリエーションで利用可能な新しい設計の比較は、各TDPクラスのユーザーが大幅なパフォーマンスの向上から利益を得ることができることを示しています。 また、プロセッサの省電力モードはEnergy Star 3.0認定を受けているため、接続されたアプリケーションは、特別なネットワークプロキシチップを必要とせずに、スタンバイモードでほとんど電力を消費しません。

データスループットの向上は、最大16 MT / sで最大4GBのLPDDR4267メモリまで拡張可能なRAMの増加によってサポートされます。 インテルインバンドエラー訂正コード（IBECC）により、専用のECC RAMの代わりに、より手頃な価格のコンベンショナルメモリを使用できるため、ミッションクリティカルなリアルタイムアプリケーションは、より費用効果の高いECC実装の恩恵も受けます。 お客様は、BIOSでECCモードと非ECCモードを構成できます。 IBECCを特定のメモリ領域にのみ適用できるという事実は、開発者がすべてまたは何も選択する必要がないことを意味するため、特に利点があります。 たとえば、ミッションクリティカルな仮想マシン用に予約されたメモリ領域は、IBECCを適用することでデータエラーから保護できますが、残りのメインメモリはこの機能なしで動作し、より高いデータレートを優先します。 ただし、IBECCがアクティブ化されている場合でも、達成可能なデータレートは、Intel AtomE3プロセッサのDDR3900LECCメモリのXNUMX倍以上になることがよくあります。

オンボードのUFS2.1フラッシュメモリ（ユニバーサルフラッシュストレージ）は、このコンテキストで魅力的です。 eMMCと比較して、この新しいストレージテクノロジーは、はるかに高い帯域幅、より高速なデータ転送、およびより大きなストレージ容量を備えています。 これらはすべて同じフットプリントで提供され、UFSはプライマリブートドライブとしても使用できます。

没入型体験のためのXNUMX倍の高速グラフィックス

新しいcongatecボードとモジュールは、最大3x 4k @ 60fpsと10ビットの色深度で11倍の速度の印象的なグラフィックスも提供します。 このグラフィックスパフォーマンスの大幅な向上は、第10世代（Ice Lake）の非常に強力なIntelCoreプロセッサにすでに組み込まれているIntelGen10グラフィックスユニットを統合することで可能になりました。 繰り返しになりますが、GPUはCPUダイ上にあり、32nm製造テクノロジーのパフォーマンスとエネルギーの最適化の恩恵を受けています。 しかし、何よりも、パフォーマンスの向上は、最大9個の統合実行ユニット（EU）の数に起因します。したがって、低電力であるため、効率が高く、EUの数が増えるという理由だけで、グラフィックスのパフォーマンスが18倍になります。アポロ湖のGen11グラフィックスには最大3のEUがありました。 Gen12グラフィックスは、より優れた圧縮、より大きなL4.5キャッシュ、およびより高い最大データ転送速度により、結果として生じるより高い帯域幅要件に対応します。 また、DirectX 1.1、OpenGL 1.1、Vulkan 3、OpenCL 265、Metalなどのすべての主要なアクセラレーションAPIをサポートしているため、9DグラフィックスやさまざまなGPGPU駆動型アプリケーションに最適です。 デジタルサイネージ、ゲーム、ストリーミングクライアント、AVヘッドエンドシステムなどのビデオを多用するアプリケーションは、超データ効率でありながら計算集約型のHEVC（H .264）とVP1、および広く使用されている先行バージョンのAVC（H.XNUMX）とAVXNUMX。

PCIeGen3とUSB3.1Gen2のおかげでより高いデータスループット

多くの開発者にとって、周辺機器へのより高いデータスループットも新しいIntelCoreプロセッサの重要な利点になります。 PCIe Gen3が初めて低電力プロセッサで利用可能になりました。これは、ApolloLakeがサポートするPCIeGen32と比較して、データレートが最大16ギガバイト/秒（往路および復路チャネルあたり2ギガバイト）に倍増したことを意味します。 。 これは、8GHzのクロック周波数ではなく5GHzで実現されるようになりました。

低電力x86のもう3.1つの新機能は、USB 2 Gen3.1のサポートです。これは、USB 1Gen10と比較して大幅なパフォーマンスの向上を提供します。 これにより、最大3.1 GBit / sで、USB 1 GenXNUMXのXNUMX倍の速度のデータ転送が可能になり、非圧縮のUHDビデオ信号（カメラからモニターなど）をUSB経由で初めて転送できるようになります。

ただし、ペリフェラルバスのクロックレートを上げると、特に信号コンプライアンスに関して、キャリアボード開発者に新たな課題が生じるため、システム設計に大きな影響を与える可能性があります。 クロックレートが高くなると、ルーティングが大幅に複雑になり、エラーが発生しやすくなります。 したがって、congatecは、包括的なキャリアボード設計サービスとコンプライアンステストを顧客に提供します。 これにより、顧客は外部の研究所に頼る必要がなくなり、問題が発生した場合に、他の多数のCOMとキャリアの組み合わせをすでに徹底的にテストした専門家と直接話すことができるという追加の利点があります。つまり、必要な専門知識を正確に持っているということです。

ハードリアルタイム–標準のイーサネット経由でも

VxWorksおよびリアルタイムLinuxに基づく産業用リアルタイムアプリケーションで特に高く評価されている新しいボードおよびモジュールの機能は、TSN（Time Synchronized Networking）、Intel®TCC（Time Coordinated Computing）、およびRTS（Real-Time Systems）です。ハイパーバイザーのサポート。

TSNは、ハードリアルタイムでIPを介した触覚インターネットアプリケーションを可能にします。 congatecの新しいIntelAtomプロセッサベースのモジュールとボードは、1GbEを超えるTSNをサポートする統合MACを提供します。 congatecは、すでに長い間TSNをサポートしてきましたが、TSNネットワーキングとリアルタイム制御を組み合わせた開発プラットフォームも提供しています。 したがって、TSNをアプリケーションに統合したいお客様は、すでに利用可能なアプリケーション対応ソリューションから直接利益を得ることができます。

TCCテクノロジーは、I / Oに対してもリアルタイムのインテルIPベースの通信を調整して、遅延を減らし、同期プロセスのジッターを最小限に抑えます。 インテルTCCソフトウェアツールキットを介して調整できます。 これは、プロセッサに統合されたCANバスを統合する必要がある運輸部門のリアルタイムアプリケーションに役立ちます。

ハードウェア統合のための包括的な仮想化サポート

当然のことながら、ハードウェア仮想化は、リアルタイムマルチタスクがIoTおよびエッジデバイスの重要な要件であるため、接続されたリアルタイムシステムで重要な役割を果たします。 Intel Atomプロセッサーは、Intel VTテクノロジーによる仮想化をサポートします。これは、RTSハイパーバイザーとのcongatecによって提供されるようなリアルタイムハイパーバイザーテクノロジーへの魅力的な追加です。 Intel VTテクノロジーは、たとえば、シングルルートI / O仮想化（SR-IOV）をサポートします。 これにより、汎用オペレーティングシステム（GPOS）を備えた仮想マシンでホストされている複数のアプリが、イーサネットインターフェイスのXNUMXつなどのI / Oインターフェイスにネイティブにアクセスできるようになります。 これはかなり魅力的な機能です。特に、これらのインターフェイスは不足していることが多いためです。

congatecの子会社であるReal-TimeSystemsのRTSHypervisorは、Elkhart Lakeプロセッサのハードウェア統合仮想化機能とシームレスに組み合わされ、LinuxやWindowsなどの他の多目的オペレーティングシステムと並行して、追加の処理を行うことなく、重要なリアルタイムアプリケーションを実行します。待ち時間。 したがって、仮想化は主に、単一のシステムに多数のタスクを統合するのに役立ちます。 また、次世代の産業用制御システムでは、タスクの数が急速に増加しています。これらのシステムは、最近では、サイト制御に加えて、リアルタイムで相互に対話する必要があることもよくあります。 さらに、分散マシンを監視し、資産のパフォーマンスを最適化し、予知保全とサービスとしての提供を備えた新しいビジネスモデルを導入するには、IIoTベースのデータ交換が必要です。 多くのアプリケーションでは、視覚ベースの人工知能の統合も必要です。 RTSハイパーバイザーは、新しいIntel Atom、Celeron、およびPentiumプロセッサーを搭載したすべての新しいcongatecボードおよびモジュールでサポートされています。 これは、この形式のcongatecからのみ利用できる機能です。

人工知能とマシンビジョン

人工知能は、今日のエッジ分析に広く使用されています。 新しいインテルプロセッサーは、AI製品の広範なポートフォリオと一般的なフレームワークの最適化をサポートします。 特に注目に値するのは、OpenVinoとMicrosoftMLのサポートです。 Microsoft MLは、プログラミング言語C＃およびF＃用の無料の機械学習ソフトウェアライブラリです。 NimbusMLと組み合わせて使用​​すると、Pythonモデルもサポートします。 OpenVINO™ツールキットには、Intel®DeepLearning Deployment Toolkit、最適化されたOpenCVとメディアのエンコードおよびデコードのルーチン、および20の事前トレーニング済みモデルとコードサンプルが含まれています。 コンピュータービジョンとOpenVINOを使い始めるための効率的な方法は、ビジョンベースの状況認識アプリケーション用のcongatecワークロード統合キットです。 これはアプリケーションに対応しており、ロボット、自動運転車とビデオ監視、乗客と歩行者のカウント、または小売市場での自動チェックアウトシステムのコンテキスト認識を可能にします。

マシンビジョン用のワークロード統合キット

congatecのビジョンベースの状況認識アプリケーション用のワークロード統合キットは、本番環境対応のインテル®IoTRFP対応キットとしてインテルの認定を受けており、仮想化の効率性のメリットを示しています。 リアルタイムシステム（RTS）のハイパーバイザーテクノロジーに基づくビジョンアプリケーションのワークロード統合のために、4.0つの仮想マシン（VM）を提供します。 XNUMXつのVMは、状況認識のためにインテル®OpenVino™ソフトウェアを使用してビジョンベースのAIアプリケーションを実行します。 XNUMX番目のVMはリアルタイム対応であり、決定論的制御ソフトウェアを操作し、XNUMX番目のVMはIIoT / IndustryXNUMXゲートウェイとして機能します。 IntelおよびRTSと共同で開発され、新しいIntel Atomプロセッサ世代でも利用できるcongatecキットは、複数のタスクを実行する必要がある次世代のビジョンベースの協調ロボティクス、機械制御、自動運転車を対象としています。並列。ディープラーニングベースのAIアルゴリズムに基づく状況認識を含みます。

重要なセキュリティの改善

すべてのIIoTエッジデバイスはセキュリティ機能を統合する必要があります。 OEMは、RTSのリアルタイムハイパーバイザーなどの仮想化テクノロジーを使用してそれらを統合できます。 ただし、理想的には、基礎はすでにハードウェアに直接固定されています。 新しい低電力プロセッサ世代には、この点でも多くのメリットがあります。 たとえば、congatecの新しいIntel Atom、Celeron、およびPentiumプロセッサベースのボードとモジュールは、Intel®BootGuard 2.1、TPMによる検証済みブートなど、幅広い組み込みセキュリティ機能とともに、より包括的な帯域外管理のための革新的なオプションを提供します。インテル®プラットフォーム・トラスト・テクノロジー（インテル®PTT）、インテル®ダイナミック・アプリケーション・ローダー（インテル®DAL）などのサポートにより、一貫性のある真に信頼できるアプリケーションの開発が可能になります。 また、データの暗号化と復号化に関しては、新しいボードとモジュールはさらに多くの機能を提供します。 インテル®AdvancedEncryptionStandardNew Instructions（AES-NI）およびハードウェアアクセラレーションによるセキュアハッシュアルゴリズムのSHA拡張機能がさらに強力になりました。 完全に新しい機能は、特に中国で使用されている一連の標準アルゴリズムであるSMx暗号のプロセッササポートです。 最後に、最新のHDメディアの再生に必要なHDCP2.3コピー防止機能も利用できるようになりました。

継続的な24時間年中無休の運用と長期サポート

congatecの新しいIntelAtom、Celeron、Pentiumプロセッサベースのボードとモジュールは、高い信頼性と長い耐用年数を実現するように設計されています。 過酷な産業環境で使用されるプロセッサー向けに、インテルは10年間の24時間年中無休の連続動作（スリープ状態S7で100％）を提供し、温度範囲を-0°Cから+ 40°Cまたは最大TJに拡張します。 85°Cから100°Cの。 Intelは、110年間の保証されたプロセッサの可用性を提供する計画を立てています。これにより、congatecは、機能が同一の製品に対して同じ可用性を保証できます。これは、たとえば、医療および運輸部門にとって特に重要です。 現在、congatecボードの標準的な可用性は15年です。 より高い可用性要件を持つOEMの場合、より長い可用性を持つ特別なプログラムを手配できます。

XNUMXの新しい構成

新しいボードとモジュールは、Pico-ITX SBC、SMARC、Qseven、COM Express Compact、およびMiniフォームファクターで、次のプロセッサー構成で使用できます。