Korzyści wynikające ze zwiększonej wydajności - wbudowane rozwiązania obliczeniowe wykorzystujące procesory Intel Core Mobile ósmej generacji
| TechnikaÓsma generacja procesorów Intel Core Mobile oferuje wydajność wyższą o 58% w porównaniu z poprzednią generacją. Jednakże jest więcej przesłanek, które przemawiają za użyciem nowych procesorów Intel Core Mobile, które firma congatec oferuje w płytach głównych COM Express i Mini-ITX, jak również - po raz pierwszy - w niezwykle małych, jednopłytowych komputerach wielkości 3,5 cala.
Znaczące zwiększenie wydajności poprzez zastosowanie większej ilości rdzeni
Wyznacznikiem nowych generacji procesorów jest przede wszystkim zwiększenie wydajności nowych produktów. Ósma generacja procesorów Intel Core Mobile (nazwa kodowa - "Whiskey Lake"), obejmująca nowe, wbudowane procesory Intel Core i7, Core i5, Core i3 i Celeron Embedded jest potwierdzeniem tego stwierdzenia. Jednakże tym razem osiągnięto poziomy wydajności jakie nie były dostępne przez długi czas. Dzięki ulepszonej mikro architekturze oraz podwojeniu ilości rdzeni, oferowana wydajność jest większa nawet o 58% w porównaniu z procesorami z poprzedniej serii U (nazwa kodowa - "Kaby Lake").
Zoptymalizowano również użytą pamięć w taki sposób, aby była właściwa dla zwiększonej wydajności - dwa sloty DDR4 SODIMM zapewniają transfer danych na poziomie nawet 2400 MT/s i umożliwiają zainstalowanie nawet 64 GB pamięci. Ale są również inne przesłanki, przemawiające za wykorzystaniem tych procesorów w zastosowaniach wbudowanych. Jedną z nich, szczególnie znaczącą jest dostępność procesorów z poszczególnych serii, którą firma Intel wydłużyła do nawet 15 lat.
Dostępność gwarantowana przez długi okres - nawet przez 15 lat
Obietnica tak długiej dostępności, będąca czymś nowym w całym sektorze wbudowanych rozwiązań obliczeniowych, została złożona w momencie wprowadzenia nowych płyt wykorzystujących ósmą generację procesorów Intel Core Mobile. Konieczność zagwarantowania dostępności przez długi okres jest niezwykle ważna w przypadku rozwiązań z sektora transportowego i mobilności, ale ma również duże znaczenie w przypadku urządzeń medycznych i sterowników przemysłowych, rozwiązań typu "wbudowany edge client", HMI, itp. Zapewnia to wydłużenie czasu życia produktów bez żadnych dodatkowych kosztów dla klientów. Jednakże, w ostatecznym rozrachunku, korzysta na tym cały rynek, ponieważ dzięki temu nikt nie jest z niego wykluczony.
Wykorzystaj lepszą dostępność pragmatycznie
Jednakże nie wszyscy producenci komponentów byli w stanie zobowiązać się do wydłużenia czasu dostępności swoich produktów z 7 do 15 lat. Do tej pory jedynie kilku producentów płyt wbudowanych i modułów zgłosiło taką deklarację. Congatec jest jedną z kilku firm, które zobowiązały się do zapewnienia dostępności przez długi czas i teraz oferuje właściwe rozwiązania, które mogą być obsłużone pragmatycznie. Obecnie firma oferuje płyty i moduły, gwarantując w ramach standardowej oferty ich dostępność przez ponad 10 lat. Gwarantowana dostępność może zostać wydłużona do 15 lat na bazie kontaktu długoterminowego. Congatec oferuje taką możliwość na bazie standardowych zapisów w umowach. Zgodnie z tymi zapisami komponenty, które zostały wycofane z końcem cyklu życia danego produktu, są przechowywane przez firmę congatec i finansowane w ramach uzgodnionego wolumenu sprzedaży.
Nowe szybkie interfejsy
Niezależnie od większej wydajności i wydłużonego okresu gwarantowanej dostępności, nowe procesory zadziwiają również innymi interesującymi funkcjonalnościami, które nigdy przedtem nie były dostępne. Po raz pierwszy w historii, procesory serii U natywnie obsługują USB 3.1 Gen 2. Interfejs USB SuperSpeed+ zapewnia transfer danych z prędkością nawet 10 Gbps lub 1.25 GB/s, co oznacza, że umożliwia nawet przesłanie sygnału UHD z kamery do monitora bez konieczności kompresji.
Obsługę tego typu zaawansowanych funkcjonalności graficznych zapewnia zintegrowany w procesorze układ Intel UHD Graphics 620, obsługujący nawet trzy urządzenia wyświetlające UHD, pracujące z częstotliwością 60 Hz i rozdzielczością 4096x2304. Dzięki szybszej komunikacji z pamięcią, procesory ósmej generacji znacznie lepiej radzą sobie z obsługą zaawansowanej grafiki niż poprzednie modele.
Dostępność innych funkcjonalności, takich jak np. opcjonalna obsługa pamięci Intel Optane sprawia, że codzienne zadania mogą być realizowane szybciej. Dodatkowo, rdzenie procesora zapewniają efektywne planowanie zadań, co znacząco optymalizuje przepustowość wejść/wyjść kanałów wejściowych do rdzeni procesora. Inne funkcje procesorów Intel Core Mobile ósmej generacji najlepiej mogą zostać opisane z wykorzystaniem konfiguracji konkretnej płyty oferowanej przez congatec w formacie jednopłytowych komputerów wielkości 3,5 cala – czyli conga-JC370. Należy pamiętać, że płyta również zapewnia rozbudowaną obsługę wielu funkcjonalności, jak np. praca w czasie rzeczywistym. Tego typu funkcjonalności mogą być jedynie częściowo przypisywane do procesora, ale należy to podkreślić jako ważny wyznacznik.
Wbudowana obsługa TSN
Przykładem atrakcyjnej funkcjonalności w tym kontekście może być zintegrowana obsługa TSN, co w połączeniu z OPC UA, predysponuje to rozwiązanie do zastąpienia prawnie zastrzeżonego Ethernetu czasu rzeczywistego rozwiązaniem opartym o licencję "open source".i Potencjalne oszczędności z tym związane są interesujące ze względu na wiele urządzeń wbudowanych które będą wykorzystywane w środowiskach IIoT i Industry 4.0. Urządzenia te będą musiały wymieniać dane z sąsiednimi maszynami i systemami zarządzania na wyższym poziomie w czasie rzeczywistym.
Producenci OEM i użytkownicy narzucają takie same wymagania na rejestratory danych do monitorowania sieci bezprzewodowych, systemy testowe stosowane w motoryzacji lub też rejestratory danych dla pojazdów testowych - muszą one zapisać szybkie strumienie danych z czujników zewnętrznych na dyski SSD lub HDD, przeanalizować je. Inne rozwiązania muszą przechwycić i zapisać szybkie strumienie danych w celu wykrycia obiektów 3D, przetworzyć obraz oraz zarejestrować dane dotyczące okolicy.
Obsługa technologii hypervisor czasu rzeczywistego
Zgodnie z tymi scenariuszami, conga-JC370 obsługuje hypervisor RTS, co umożliwia konsolidację wielu maszyn wirtualnych w jeden system, umożliwiający np. sterowanie dwóch lub czterech robotów za pomocą TSN na jednej platformie sprzętowej. Jednakże, dzięki wirtualizacji, producenci OEM mogą również integrować różnorodne, dodatkowe funkcjonalności, takie jak np. bramy (gateway) dla Industry 4.0 lub sztuczną inteligencję w odpowiednie maszyny wirtualne, czyniąc tym samym programowanie aplikacji łatwiejszym, elastyczniejszym, a nawet bardziej przenośnym. W tym celu przewidziano odpowiednie rozwiązania i pamięć płyty została tak zaprojektowana, aby spełnić wymagania wynikające z konsolidacji wielu aplikacji system operacyjnego w jedną platformę: dwa sloty DDR4 SODIMM zapewniające wymianę danych z prędkością nawet 2400 MT/s umożliwiają zamontowanie nawet 64 GB pamięci, co jest wielkością imponującą.
Obsługa trzech niezależnych urządzeń wyświetlających UHD
Jeśli chodzi o warstwę fizyczną, płyta zachwyca portem USB-C ze zintegrowanym kanałem Displayport++, co umożliwia dołączenie monitora z wykorzystaniem jednego kabla. W tylnej części płyty dostępne jest również osobne gniazdo DP++, co umożliwia również opcjonalne wykorzystanie kabla HDMI. Płyta umożliwia również wykorzystanie jednego LVDS lub jednego (lub opcjonalnie dwóch) złącz eDP (1.2 i 1.4), dzięki czemu możliwe jest dołączenie urządzeń wyświetlających za pomocą złącz wbudowanych. Oznacza to, że na płycie znajdują się trzy wyjścia video obsługiwane przez procesor. Napięcie zasilania do podświetlania wyświetlaczy jest również dostępne w części tylnej. Wartość napięcia jest ustawiana za pomocą zwory konfiguracyjnej i może wynosić 3,3 V, 5 V lub 12 V, zależnie od wymagań.
Dwa tylne złącza USB mogą zostać wykorzystane np. do dołączenia klawiatury i myszy. Do realizacji połączenia sieciowego i podłączenia dodatkowych urządzeń peryferyjnych wykorzystywane są dwa gniazda Gigabit Ethernet (jedno z obsługą TSN), nawet cztery układy UART (jedno dostępne w części tylnej poprzez złącze DE-9), oraz jeden interfejs CAN. Dodatkowo, różne funkcje systemu mogą być sterowane poprzez magistralę I2C, jedną magistralę SM, oraz dwa inne zintegrowane złącza, z których każde zawiera 8 GPIO. Jedno ze złącz jest już wstępnie skonfigurowane i gotowe do użycia. Dodatkowo, układ wykrywania otwarcia obudowy zapewnia dodatkowe zabezpieczenie system.
Najbardziej elastyczne opcje dołączania rozszerzeń
Jeżeli klient musi dołączyć własne układy rozszerzające, może wykorzystać jeden slot miniPCIe, jak również jeden slot M.2, każdy typu B (2242/3042) dla dwóch PCIe. Możliwe jest również wykorzystanie typu M (2280) dla jednego SATA i czterech PCIe, zgodnych również z technologią Intel Optane. Opcjonalna karta WLAN może zostać dołączona z wykorzystaniem slotu M.2 typ E (2230), który obsługuje również jeden PCIe, CNVi oraz USB 2.0. Złącze karty SIM, umożliwiającej zapewnienie łączności za pomocą sieci komórkowej, jest dołączane do slotu M.2 typ B (opcjonalnie również na mPCIe). Dyski SSD mogą oczywiście zostać dołączone poprzez port SATA. Złącze TPM zapewnia obsługę opcjonalnej licencji i ochronę danych. Napięcie zasilania jest dołączane poprzez wejście pracujące w szerokim zakresie 12-24 V.
Nowa płyta conga-JC370 zapewnia wszystkie opisane funkcjonalności przy zachowaniu wartości parametru TDP na poziomie 15 W (tryb ekonomiczny). Wartość tego parametru zmienia się od 10 W/800 MHz do 25 W/4,6 GHz w trybie Turbo Boost.
Jürgen Jungbauer - Manager Linii Produktów - Komputery Jednopłytkowe w firmie congatec
źródło: congatec
