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congatec Module mit 11. Gen Intel Core Prozessoren Massiver Performanceschub für das High-End Edge-Computing

Die neuen High-End Prozessoren von Intel, entwickelt unter dem Codenamen Tiger Lake-H, liefern Edge-Computern einen massiven Performanceschub. congatec hat sie applikationsfertig auf Modulen implementiert. Was sind die Vorteile dieser neuen Generation?

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Die 11. Generation der Intel Core Prozessoren ist bei congatec im Fokus.
Die 11. Generation der Intel Core Prozessoren ist bei congatec im Fokus.
(Bild: ©congatec)

Die 11. Generation der Intel Core vPro, Intel Xeon W-11000E und Intel Celeron Prozessoren adressiert besonders anspruchsvolle IoT-Gateway- und Edge-Computing-Applikationen. congatec macht diese neuen Prozessoren auf zwanzig neuen Computer-on-Modules im COM Express und COM-HPC Standard verfügbar.

Mehr Bandbreite

Die neuen Flaggschiff-Module für COM-HPC Client und COM Express Type 6 Designs nutzen Intel’s 10nm SuperFin Technologie in einem Zwei-Chip-Design mit CPU und dediziertem Plattform Controller Hub (PCH) und beeindrucken nicht nur durch den von ihnen neu aufgestellten Bandbreiten-Benchmark: Sie stellen bis zu 20 PCIe Gen 4.0 Lanes für massive vernetzte Echtzeit-IIoT-Gateway- und intelligente Edge-Computing-Workloads bereit. Zur Verarbeitung solch immens großer Workloads bieten die neuen Module auch bis zu 128 GB DDR4 SO-DIMM basierten Arbeitsspeicher, integrierte KI-Beschleuniger und bis zu 8 leistungsstarke Prozessorkerne, die Leistungssteigerungen von bis zu 65 % bei der Multi-Thread-Performance und bis zu 32 % bei der Single-Thread-Performance ermöglichen. Darüber hinaus erfahren auch visualisierungs-, sound- und grafikintensive Workloads eine Leistungssteigerung von bis zu 70 % im Vergleich zu den Vorgängermodellen, was die Performance auch für solche immersive Erlebnisse weiter verbessert.

Für Flaggschiff Applikationen

Flaggschiff-Applikationen, die direkt von dieser verbesserten GPU-Leistung profitieren, finden sich in Edge-Computing-Anwendungen für die Chirurgie, medizinische Bildgebung und in E-Health. Zur optimalen Befundung unterstützen die neuen Plattformen von congatec sogar 8K-HDR-Videos. In Kombination mit den KI-Fähigkeiten der Plattformen und dem umfassenden Intel OpenVINO Toolkit, erhalten Ärzte einen einfachen Zugang und Einblick durch Deep Learning-basierte Diagnosedaten.

Mehr Grafikleistung

Doch das ist nur ein Vorteil der integrierten Intel UHD Grafik, die auch bis zu vier unabhängige 4K-Displays unterstützt. Darüber hinaus kann sie bis zu 40 HD-Videostreams in einer Auflösung von 1080p/30fps parallel verarbeiten und analysieren – und so 360-Grad-Ansichten in alle Richtungen bieten. Diese KI gestützte massive Vision-Performance ist auch für viele weitere Märkte wichtig – darunter die Automatisierung, die maschinelle Bildverarbeitung zur Qualitätsprüfung in der Fertigung sowie Sicherheit im öffentlichen Raum und Städten. Weitere Anwendungsbereiche sind die kollaborative Robotik und autonome Fahrzeuge in den Branchen Logistik, Landwirtschaft, Bauwesen und öffentlicher Verkehr – um nur einige zu nennen.

Mehr KI- und Inferenz-Performance

Künstliche Intelligenz und Deep Learning-basierte Inferenzalgorithmen können zudem nahtlos entweder massiv parallel auf der integrierten GPU oder auch auf der CPU mit integriertem Intel Deep Learning Boost ausgeführt werden. Dieser kombiniert drei Befehle in einen und beschleunigt dadurch die Inferenzverarbeitung und Situationserkennung.

Die neuen COM-HPC Client und COM Express Typ 6 Plattformen verfügen zudem auch über integrierte Safety-Funktionen, die sowohl für den ausfallsicheren Betrieb von mobilen Fahrzeugen und Robotern als auch für stationäre Maschinen wichtig sind.

Umfassender Echtzeit-Support

Da für solche Anwendungen auch Echtzeitunterstützung zwingend erforderlich ist, unterstützen die congatec-Module Echtzeitbetriebssysteme wie Real Time Linux und Wind River VxWorks. Zudem bieten sie nativen Support für die Hypervisor-Technologie von Real-Time Systems, der auch offiziell von Intel unterstützt wird. Das Ergebnis für die Kunden ist ein wirklich rundes Ecosystem-Paket mit dem wohl umfassendsten möglichen Support. Weitere Echtzeit-Features sind Intel Time Coordinated Computing (Intel TCC) und Time Sensitive Networking (TSN) für deterministisch vernetzte IIoT/Industrie 4.0-Gateways und Edge-Computing-Geräte. Verbesserte Sicherheitsfunktionen, die helfen, Systeme vor Angriffen zu schützen, machen diese Plattformen zudem zu idealen Kandidaten für alle Arten von kritischen Kundenanwendungen in Fabriken und Versorgungsunternehmen.

Das Featureset im Detail

Die neuen Module unterstützen auch den erweiterten Temperaturbereich von -40 °C bis +85 °C
Die neuen Module unterstützen auch den erweiterten Temperaturbereich von -40 °C bis +85 °C
(Bild: ©congatec)

Die COM-HPC-Size B Client-Module conga-HPC/cTLH (120 mm x 120 mm) sowie die COM Express Type 6 Module conga-TS570 im Basic Format (125 mm x 95 mm) werden mit den neuen Intel Core, Xeon und Celeron Prozessoren der 11. Generation erhältlich sein – in ausgewählten Varianten sogar für extreme Temperaturen von -40 bis +85 °C.

COM Express oder COM-HPC, was für wen?

Erstmals seit vielen Jahren gibt es High-End Embedded Prozessoren nicht mehr nur auf einem sondern auf zwei Computer-on-Modules Formfaktoren, nachdem COM Express dieses Feld bislang exklusiv bestellt hat. Das führt zu einer neuen Entscheidungsfrage bei der Evaluierung des nächsten High-End Embedded Designs. Es ist zwar generell nicht so, dass COM Express und COM-HPC deutlich konkurrierende Spezifikationen sind. Sie sind eher komplementär konzipiert. Entwickler stehen nun aber vor der Frage, ob sie bestehende COM Express-Investitionen skalieren oder doch auf eine neue Plattform umsatteln sollen? Eine Entscheidungshilfe liefert ein Whitepaper von congatec.

Beide Formfaktoren unterstützen bis zu 128 GB DDR4 SO-DIMM Speicher mit 3200 MT/s und optionalem ECC. Zum Anschluss von Peripheriegeräten mit massiver Bandbreite unterstützen die COM-HPC-Module 20 PCIe Gen4 Lanes (x16 und x4) und die COM-Express-Varianten 16 PCIe Lanes. Darüber hinaus können Entwickler bei COM-HPC 20 PCIe Gen 3.0 Lanes nutzen, bei COM Express sind es 8.

Zur Unterstützung ultraschneller NVMe-SSD bieten die COM-HPC-Module zudem eine PCIe x4-Schnittstelle in Richtung Carrierboard. Die COM Express Module haben die NVMe-SSD sogar onboard, um alle nativen Gen-4-Lanes, die der neue Prozessor unterstützt, optimal zu nutzen. Weitere Speichermedien können über 2x SATA Gen 3 bei COM-HPC und 4x SATA bei COM Express angeschlossen werden.

Während die COM-HPC Module aktuell 2x USB 4.0, 2x USB 3.2 Gen 2 und 8x USB 2.0 bieten, unterstützen die COM Express Module 4x USB 3.2 Gen 2 und 8x USB 2.0 gemäß der PICMG-Spezifikation. Für die Vernetzung haben die COM-HPC-Module 2x 2,5 GbE, während die COM-Express-Module 1x GbE ausführen, wobei beide Modulreihen TSN unterstützen. Sound wird bei COM-HPC über I2S und SoundWire bereitgestellt, bei den COM Express Modulen über HDA . Umfassende Board Support Packages werden für alle führenden Echtzeitbetriebssysteme bereitgestellt, einschließlich Hypervisor-Unterstützung von Real-Time Systems sowie Linux, Windows und Android.

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