ETX-/XTX-Embedded-Standard

Neue Kräfte für coole Embedded-Module durch AMD Fusion-Architektur

| Redakteur: Holger Heller

Skalierbare Prozessoren mit der Fusion-Architektur von AMD machen den ETX-/XTX-Formfaktor für Embedded-Module (COMs) auch für leistungshungrige und grafikintensive Anwendungen zukunftssicher.

COMs haben sich in den letzten zehn Jahren auf breiter Basis etabliert. Sie ermöglichen es dem Geräteentwickler, sich auf seine Kernkompetenzen zu konzentrieren. Know-how-intensive und damit aufwändige Lösungen im Bereich der Prozessor- und RAM-Speichertechnik kann er so als vorintegrierte Lösung preisgünstig zukaufen und langfristig einfach und ohne großen Integrationsaufwand auf Modulebene tauschen.

Durch diese Möglichkeiten können Systeme fast beliebig skaliert werden und die langfristige Verfügbarkeit auf Modulebene steigt durch die Unabhängigkeit vom aktuell implementierten Prozessor. ETX hat sich seit seiner Einführung vor rund acht Jahren in allen Leistungs- und Anwendungsklassen zu einem der am meisten verbreiteten Standards etabliert. Wer keine ISA-Busunterstützung mehr braucht, kann bequem auf den formfaktor-identischen XTX-Standard umsteigen. Da seit der Version 3.03 auch SATA genormt unterstützt wird, erfreuen sich ETX und XTX auch für aktuelle Designs großer Beliebtheit.

Herausforderung bei ETX/XTX: CPU-Abkündigung und Grafik

Nach der Abkündigung der Pentium-M- und Celeron-M-Prozessoren und der 855/852er-Chipsätze im letzten Jahr haben sich vielerorts Zweifel an der Zukunft von ETX und XTX für den oberen Leistungsbereich ergeben. Erschwerend kommt noch hinzu, dass moderne Applikationen und die Trends zu Touchscreens, aufwändigen Benutzeroberflächen und immer größeren Displays mit höherer Auflösung vielfach deutlich höhere Anforderungen an die Grafik stellen als sie die bisher in den Chipsets angebotenen Prozessoren bieten können.

Für lüfterlose und batteriebetriebene Geräte soll zudem die maximale Leistungsaufnahme möglichst niedrig sein und eine Obergrenze von 20 W keinesfalls überschreiten. Beim klassischen Ansatz mit aktuellen Prozessoren fehlt es bei geringer Leistungsaufnahme an Grafik-Performance (insbesondere im 3D-Bereich) oder thermische Verlustleistung und Platzbedarf steigen überproportional an.

AMD hat dieses Problem mit einem neuen Ansatz gelöst: der Fusion-Architektur. Hier verbindet („fusioniert“) man eine Single- oder Dual-Core-CPU und eine GPU in einem Chip zu einer APU (Accelerated Processing Unit). Bei dem Grafikprozessor handelt es sich um eine GPGPU (General Purpose GPU), die sich durch flexible parallele Recheneinheiten von einer Standard-GPU unterscheidet.

Daher kann die GPGPU auch für allgemeine, rechenintensive parallelisierbare Operationen verwendet werden und den Durchsatz auch im Nicht-Grafikbereich steigern. Typische Anwendungen sind numerische mathematische Anwendungen und alle Arten von Codierung/Dekodierung, insbesondere auch Verschlüsselung und Netzwerk-Paketverarbeitung.

Warum ist Fusion-Architektur von AMD so effizient?

Die Fusion-Architektur nutzt die Tatsache, dass die meisten Prozesse auf einer Standard-CPU weitgehend seriell ablaufen. Eine Parallelisierung kann hier real nur über Mehrprozessorsysteme und virtuell auch über eine Zeitscheibensteuerung der einzelnen, relativ großen Prozesse stattfinden. Anders sieht es bei einer GPU aus: hier werden die Aufgaben auf sehr viele kleine, hoch spezialisierte Recheneinheiten (Engines) verteilt, die der Aufgabe entsprechend miteinander verknüpft sind und ihre vielen Aufgaben in jedem Zeitschritt jeweils parallel erledigen.

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