Lebih Banyak Kuasa untuk Kuasa Rendah

Apa yang diperlukan oleh aplikasi IoT industri hari ini ialah gabungan pemproses kuasa rendah berprestasi tinggi teknologi, operasi masa nyata yang teguh, ketersambungan masa nyata dan teknologi hipervisor masa nyata. Menampilkan penjanaan pemproses Intel Atom, Celeron dan Pentium terkini, papan dan modul congatec menawarkan lebih kuasa untuk aplikasi berkuasa rendah dalam setiap aspek.

Pasaran sasaran merangkumi automasi dan kawalan - dari kawalan proses yang diedarkan di rangkaian tenaga pintar dan industri proses hingga robotik pintar, atau bahkan kawalan PLC dan CNC untuk pembuatan diskrit. Pasar masa nyata lain terdapat dalam teknologi ujian dan pengukuran dan aplikasi pengangkutan, seperti sistem kereta api dan trek atau kenderaan autonomi, yang semuanya juga mendapat keuntungan dari pilihan suhu yang diperpanjang.

Generasi pemproses berkuasa rendah yang baru juga sesuai untuk aplikasi intensif grafik seperti sistem sambungan tepi, kios dan sistem papan tanda digital, atau terminal permainan dan loteri yang diedarkan, yang mana papan dan modul congatec baru juga menawarkan mesin jarak jauh yang ditingkatkan -komunikasi dengan mesin. Pemproses Intel Atom, Celeron, dan Pentium berkuasa rendah yang baru (aka Elkhart Lake) dengan cepat akan menakluk pasaran pengkomputeran tertanam dan tepi dan menjadi perdana pengkomputeran tertanam kuasa rendah tanpa kipas dari 4.5 hingga 12 watt. Terdapat banyak sebab yang baik untuk ini:

Peningkatan yang ketara dalam pemproses prestasi

Pemproses Intel Atom, Celeron dan Pentium berkuasa rendah yang baru menawarkan peningkatan prestasi yang signifikan hingga 50% multi-thread dan bahkan hingga 70% prestasi single-thread berbanding pendahulunya berdasarkan struktur mikro Apollo Lake. Untuk banyak aplikasi perindustrian, penting juga bahawa julat suhu yang diperpanjang dari -40 ° C hingga + 85 ° C disokong. Dengan hingga 4 teras dan kadar jam maksimum hingga 3 GHz dalam mod dorongan, pemproses baru membawa peningkatan prestasi yang signifikan ke seluruh pasar tertanam, termasuk aplikasi tunggal dan multi-utas.

Walau bagaimanapun, hakikat bahawa teknologi pemproses Intel Atom kini tersedia dalam 10nm adalah lebih penting lagi untuk aplikasi terbenam. Pengguna tertanam dari arkitek Intel berkuasa rendah sebelumnya dengan kod nama Apollo Lake (14nm), Braswell (14nm) atau Bay Trail (22nm) yang berhijrah ke varian Elkhart Lake yang baru, oleh itu dapat memanfaatkan kelebihan teknologi SuperFin Intel untuk kali pertama. Di sebelah kepadatan pembungkusan yang lebih tinggi, ini menawarkan penggunaan kuasa yang lebih rendah pada prestasi yang sama atau prestasi yang lebih tinggi pada TDP yang sama. Kedua-dua aspek adalah kunci dalam reka bentuk tertanam. Perbandingan reka bentuk baru, yang tersedia dalam varian 4.5 hingga 12 watt, menunjukkan bahawa pengguna setiap kelas TDP dapat memperoleh keuntungan dari peningkatan prestasi yang ketara. Oleh kerana mod penjimatan kuasa pemproses disahkan Energy Star 3.0, aplikasi yang disambungkan menggunakan kuasa yang sangat sedikit dalam mod siap sedia tanpa memerlukan cip proksi rangkaian khas.

Peningkatan throughput data disokong oleh lebih banyak RAM, yang dapat diperluas hingga memori maksimum 16 GB LPDDR4 dengan hingga 4267 MT / s. Aplikasi masa nyata yang kritikal misi juga mendapat manfaat daripada pelaksanaan ECC yang lebih menjimatkan, kerana Intel Inband Error Correction Code (IBECC) membenarkan penggunaan memori konvensional yang lebih berpatutan dan bukannya RAM ECC khusus. Pelanggan boleh mengkonfigurasi mod ECC dan bukan ECC di BIOS. Fakta bahawa mungkin untuk menerapkan IBECC hanya ke kawasan memori tertentu adalah kelebihan tertentu kerana ini bermaksud bahawa pembangun tidak perlu memilih antara semua atau tidak. Sebagai contoh, kawasan memori yang dikhaskan untuk mesin maya kritikal misi dapat dilindungi dari ralat data dengan menerapkan IBECC, sementara memori utama yang tersisa beroperasi tanpa ciri ini yang menyokong kadar data yang lebih tinggi. Tetapi walaupun dengan IBECC yang diaktifkan, kadar data yang dapat dicapai seringkali lebih tinggi daripada dua kali ganda dengan memori DDR3L ECC pada pemproses Intel Atom E3900.

Memori kilat UFS 2.1 onboard (Universal Flash Storage) menarik dalam konteks ini. Berbanding dengan eMMC, teknologi penyimpanan baru ini mempunyai lebar jalur yang jauh lebih tinggi, pemindahan data yang lebih pantas dan kapasiti penyimpanan yang lebih besar. Semua ini ditawarkan pada jejak yang sama, dan UFS bahkan dapat digunakan sebagai pemacu boot utama.

Grafik dua kali lebih pantas untuk pengalaman yang mengasyikkan

Papan dan modul congatec baru juga menawarkan grafik yang mengagumkan dengan kelajuan dua kali ganda hingga 3x 4k @ 60fps dan kedalaman warna 10-bit. Peningkatan prestasi grafik secara besar-besaran ini dimungkinkan dengan mengintegrasikan unit grafik Intel Gen11, yang telah dibina ke dalam pemproses Intel Core generasi 10 yang sangat kuat. Sekali lagi, GPU menggunakan CPU mati dan mendapat keuntungan daripada prestasi dan pengoptimuman tenaga teknologi pembuatan 10nm. Tetapi di atas segalanya, peningkatan prestasi berpunca dari jumlah Unit Pelaksanaan (EU) bersepadu, di mana terdapat sehingga 32. Oleh itu, prestasi grafik meningkat dua kali ganda hanya kerana kecekapan yang lebih tinggi dan peningkatan jumlah EU, kerana kuasa rendah Grafik Gen9 Tasik Apollo mempunyai maksimum 18 EU. Grafik Gen11 memenuhi keperluan lebar jalur yang lebih tinggi yang dihasilkan dengan pemampatan yang lebih baik, cache L3 yang lebih besar dan kadar pemindahan data maksimum yang lebih tinggi. Ia juga menyokong semua API pecutan utama seperti DirectX 12, OpenGL 4.5, Vulkan 1.1, OpenCL 1.1 dan Metal, menjadikannya ideal untuk grafik 3D dan pelbagai aplikasi yang didorong oleh GPGPU. Aplikasi berat video, seperti papan tanda digital, permainan, pelanggan streaming, dan sistem head-end AV, mendapat manfaat daripada pengekodan dan penyahkodan dipercepat perkakasan codec terkini, seperti HEVC intensif data tetapi juga intensif komputasi (H .265) dan VP9, ​​serta pendahulu AVC (H.264) dan AV1 yang banyak digunakan.

Hasil data yang lebih tinggi berkat PCIe Gen3 dan USB 3.1 Gen2

Bagi banyak pembangun, throughput data yang lebih tinggi ke periferal juga akan menjadi faedah utama pemproses Intel Core yang baru. Untuk pertama kalinya, PCIe Gen3 tersedia dalam pemproses berkuasa rendah, yang bermaksud bahawa kadar data telah meningkat dua kali ganda menjadi maksimum 32 Gigabyte / s (16 Gigabyte per saluran keluar dan balik) dibandingkan dengan PCIe Gen2 seperti yang disokong oleh Apollo Lake . Ini kini dicapai pada 8 GHz dan bukannya frekuensi jam 5 GHz.

Satu lagi ciri baru untuk daya rendah x86 adalah sokongan USB 3.1 Gen2, yang menawarkan peningkatan prestasi yang ketara berbanding USB 3.1 Gen1. Dengan kecepatan hingga 10 GBit / s, ini memungkinkan pemindahan data dua kali lebih cepat dibandingkan dengan USB 3.1 Gen1, memungkinkan untuk memindahkan isyarat video UHD yang tidak dikompres - misalnya, dari kamera ke monitor - melalui USB untuk pertama kalinya.

Walau bagaimanapun, peningkatan kadar jam bas persisian boleh mempengaruhi reka bentuk sistem kerana ini menimbulkan cabaran baru bagi pembangun papan pembawa, terutama mengenai pematuhan isyarat. Kadar jam yang lebih tinggi menjadikan penghalaan jauh lebih rumit dan ralat. Oleh itu, congatec menawarkan perkhidmatan reka bentuk papan pembawa komprehensif dan ujian kepatuhan kepada pelanggannya. Ini menjimatkan pelanggan daripada harus bergantung pada makmal luaran dan, sekiranya ada masalah, mempunyai kelebihan tambahan bahawa mereka dapat berbicara langsung dengan pakar yang telah menguji banyak kombinasi COM dan pembawa lain, yang bermaksud mereka mempunyai kepakaran yang diperlukan.

Masa nyata sukar - walaupun melalui Ethernet standard

Fungsi papan dan modul baru yang sangat dihargai dalam aplikasi masa nyata industri berdasarkan VxWorks dan Linux masa nyata adalah TSN (Time Synchronized Networking), Intel® TCC (Time Coordinated Computing), dan RTS (Real-Time Systems) sokongan hypervisor.

TSN membolehkan aplikasi Internet tanpa sentuhan melalui IP dalam masa nyata yang sukar. Modul dan papan berasaskan pemproses Intel Atom baru congatec menawarkan MAC bersepadu yang menyokong TSN lebih dari 1 GbE. Setelah menyokong TSN sejak sekian lama, congatec juga menyediakan platform pengembangan yang menggabungkan rangkaian TSN dengan kawalan masa nyata. Oleh itu, pelanggan yang ingin mengintegrasikan TSN ke dalam aplikasi mereka boleh mendapat keuntungan langsung daripada penyelesaian siap aplikasi yang sudah ada.

Teknologi TCC mengatur komunikasi berasaskan IP Intel masa nyata juga ke arah I / Os untuk mengurangkan kependaman dan meminimumkan gangguan dalam proses segerak. Ia boleh disesuaikan melalui Perisian Perisian Intel TCC. Ini boleh berguna untuk aplikasi masa nyata di sektor pengangkutan di mana bas CAN yang diintegrasikan dengan prosesor perlu disepadukan.

Sokongan virtualisasi yang komprehensif untuk penyatuan perkakasan

Secara semula jadi, virtualisasi perkakasan memainkan peranan penting dalam sistem real-time yang disambungkan kerana multitasking masa nyata adalah syarat utama untuk IoT dan peranti tepi. Pemproses Intel Atom menyokong virtualisasi dengan teknologi Intel VT, yang merupakan penambahan yang menarik untuk teknologi hypervisor masa nyata seperti yang ditawarkan oleh congatec dengan RTS Hypervisor. Teknologi Intel VT menyokong virtualisasi I / O root tunggal (SR-IOV), misalnya. Ini membolehkan banyak aplikasi yang dihoskan di mesin maya dengan sistem operasi tujuan umum (GPOS) untuk mengakses antara muka I / O, misalnya salah satu antara muka Ethernet. Ini adalah ciri yang agak menarik, terutamanya kerana antara muka ini kekurangan bekalan.

RTS Hypervisor dari anak syarikat congatec Real-Time Systems menggabungkan dengan lancar dengan keupayaan virtualisasi bersepadu perkakasan pemproses Elkhart Lake untuk menjalankan aplikasi masa nyata yang kritikal - selari dengan sistem operasi pelbagai guna lain seperti Linux dan Windows, tanpa menyebabkan tambahan kependaman. Oleh itu, virtualisasi terutamanya membantu menggabungkan banyak tugas pada satu sistem. Dan jumlah tugas berkembang pesat dalam sistem kawalan industri generasi akan datang, yang pada masa ini, di atas kawalan laman web, sering juga diperlukan untuk berinteraksi antara satu sama lain dalam masa nyata. Di samping itu, pertukaran data berdasarkan IIoT diperlukan untuk memantau mesin yang diedarkan, mengoptimumkan prestasi aset, dan memperkenalkan model bisnis baru dengan penyelenggaraan ramalan dan penawaran as-a-service. Banyak aplikasi juga memerlukan integrasi kecerdasan buatan berasaskan penglihatan. RTS Hypervisor disokong oleh semua papan dan modul congatec baru dengan pemproses Intel Atom, Celeron, dan Pentium yang baru. Ini adalah ciri yang hanya tersedia dari congatec dalam bentuk ini.

Kecerdasan buatan dan penglihatan mesin

Kecerdasan buatan digunakan secara meluas untuk analisis terkini hari ini. Pemproses Intel baru menyokong portfolio produk AI yang luas dan pengoptimuman untuk kerangka kerja biasa. Terutama adalah sokongan OpenVino dan Microsoft ML. Microsoft ML adalah perpustakaan perisian pembelajaran mesin percuma untuk bahasa pengaturcaraan C # dan F #. Ia juga menyokong model Python ketika digunakan bersama dengan NimbusML. Toolkit OpenVINO ™ merangkumi Intel® Deep Learning Deployment Toolkit, OpenCV yang dioptimumkan dan rutin pengekodan dan penyahkodan media, serta 20 model dan contoh kod yang telah dilatih. Cara yang cekap untuk memulakan dengan penglihatan komputer dan OpenVINO adalah kit penyatuan beban kerja congatec untuk aplikasi kesedaran situasi berasaskan visi. Aplikasi ini siap digunakan dan memungkinkan kesadaran konteks untuk robot, kenderaan otonom dan pengawasan video, penghitungan penumpang dan pejalan kaki, atau sistem pembayaran automatik di pasar runcit.

Kit penyatuan beban kerja untuk penglihatan mesin

Kit penggabungan beban kerja untuk aplikasi kesedaran situasi berdasarkan visi dari congatec, yang berkelayakan Intel sebagai Intel® IoT RFP Ready Kit siap pengeluaran, menunjukkan faedah kecekapan virtualisasi. Ia menawarkan tiga mesin maya (VM) untuk penyatuan beban kerja aplikasi penglihatan berdasarkan teknologi hypervisor dari Real-Time Systems (RTS). One VM menjalankan aplikasi AI berasaskan visi menggunakan perisian Intel® OpenVino ™ untuk kesedaran keadaan. VM kedua berkemampuan masa nyata dan mengoperasikan perisian kawalan deterministik, sementara VM ketiga berfungsi sebagai pintu masuk IIoT / Industri 4.0. Kit congatec, yang dikembangkan dengan kerjasama Intel dan RTS dan juga dapat disediakan dengan generasi pemproses Intel Atom yang baru, mensasarkan generasi robotik kolaborasi berasaskan penglihatan, kawalan mesin dan kenderaan autonomi berikutnya yang perlu melakukan banyak tugas dalam selari, termasuk kesedaran situasi berdasarkan algoritma AI berasaskan pembelajaran mendalam.

Peningkatan keselamatan yang ketara

Semua peranti tepi IIoT mesti menggabungkan ciri keselamatan. OEM boleh menggunakan teknologi virtualisasi seperti hypervisor masa nyata dari RTS untuk mengintegrasikannya. Walau bagaimanapun, idealnya, asasnya sudah berlabuh secara langsung di perkakasan. Generasi pemproses berkuasa rendah yang baru juga banyak ditawarkan dalam hal ini. Sebagai contoh, papan dan modul berasaskan pemproses Intel Atom, Celeron dan Pentium baru congatec menawarkan pilihan inovatif untuk pengurusan luar jalur yang lebih komprehensif bersama dengan pelbagai ciri keselamatan tertanam seperti but yang disahkan melalui Intel® Boot Guard 2.1, TPM sokongan termasuk Intel® Platform Trust Technology (Intel® PTT), dan Intel® Dynamic Application Loader (Intel® DAL) untuk membolehkan pengembangan aplikasi yang konsisten dan benar-benar dipercayai. Dan mengenai enkripsi dan penyahsulitan data, papan dan modul baru juga menawarkan lebih banyak. Arahan Baru Standard Enkripsi Intel® Advanced (AES-NI) dan Sambungan SHA untuk Algoritma Secure Hash yang dipercepat perkakasan kini lebih hebat. Ciri yang sama sekali baru ialah sokongan pemproses cipher SMx, satu set algoritma standard yang terutama digunakan di China. Terakhir, perlindungan salinan HDCP 2.3, yang diperlukan untuk main balik media HD terkini, kini juga tersedia.

Operasi 24/7 berterusan dan sokongan jangka panjang

Papan dan modul berasaskan pemproses Intel Atom, Celeron dan Pentium baru dari congatec direka untuk kebolehpercayaan yang tinggi dan jangka hayat yang panjang. Untuk pemproses yang akan digunakan dalam persekitaran industri yang keras, Intel menawarkan operasi berterusan 10/24 selama 7 tahun (100% dalam keadaan tidur S0), dan suhu yang diperpanjang berkisar antara -40 ° C hingga + 85 ° C atau TJ maksimum dari 100 ° C hingga 110 ° C. Intel mempunyai rancangan untuk menawarkan ketersediaan pemproses yang dijamin selama 15 tahun, yang membolehkan congatec menjamin ketersediaan yang sama untuk produk yang serupa fungsi - sesuatu yang sangat penting bagi sektor perubatan dan pengangkutan, misalnya. Pada masa ini, ketersediaan standard papan congatec adalah 10 tahun. Untuk OEM dengan keperluan ketersediaan yang lebih tinggi, program khas dengan ketersediaan yang lebih lama dapat diatur.

Sepuluh konfigurasi baru

Papan dan modul baru boleh didapati dalam faktor bentuk Pico-ITX SBC, SMARC, Qseven, COM Express Compact dan Mini dalam konfigurasi pemproses berikut: