congatec, azienda specializzata nel settore della tecnologia di elaborazione per applicazioni embedded ed edge, ha annunciato l’introduzione di 20 nuovi moduli COM (Computer-on-Module), che fanno seguito al lancio dei processori Intel Core di 11a generazione per IoT. Equipaggiati con i processori Intel Core vPro, Intel Xeon W-11000E e Intel Celeron di 11a generazione, questi moduli sono destinati alle più complesse applicazioni di edge computing e gateway IoT.
Basati sulla tecnologia SuperFin da 10 nm di Intel che prevede la presenza di due die – CPU dedicata e chipset PCH (Platform Controller Hub) – questi moduli in formato COM-HPC Client e COM Express con pinout Type 6 di congatec rappresentano un nuovo punto di riferimento in termini di ampiezza di banda grazie alla disponibilità di fino a 20 canali (lane) PCIe Gen 4.0, necessari per gestire i carichi di lavoro tipici di applicazioni quali edge computing “intelligente” e gateway IIoT operanti in real-time connessi in modo massivo. Per elaborare in maniera efficiente carichi di lavoro di questo tipo, i nuovi moduli congatec dispongono di una RAM DDR4 SO-DIMM da 128 GB (max.), acceleratori integrati per intelligenza artificiale (AI) ed un massimo di 8 core ad alte prestazioni che assicurano un aumento delle prestazioni fino al 65% (in modalità multi-thread) e fino al 32% (in modalità single-thread). Oltre a ciò, i carichi di lavoro particolarmente impegnativi per quel che concerne la parte grafica, la visualizzazione e l’ascolto possono essere elaborati a una velocità fino al 70% superiore rispetto a quella consentita dai dispositivi congatec della generazione precedente, migliorando notevolmente prestazioni e grado di coinvolgimento di queste applicazioni di natura immersiva.
Tra le principali applicazioni che potranno trarre vantaggi diretti da questi miglioramenti a livello di GPU si possono annoverare la chirurgia, la formazione di immagini (imaging) in campo medicale e l’assistenza sanitaria digitale (e-health), in quanto le nuove piattaforme di congatec supportano video HDR (High Dynamic Range) con risoluzione di 8K per una diagnostica ottimale. Tale caratteristica, abbinata alle funzionalità di intelligenza artificiale integrate nella piattaforma di congatec e alla disponibilità del toolkit Intel OpenVINO, consente ai medici di accedere facilmente ai dati diagnostici elaborati attraverso algoritmi di deep learning (apprendimento approfondito) ed acquisire informazioni precise e dettagliate. Ma questo è solamente uno dei vantaggi dell’unità grafica UHD integrata, in grado anche di supportare fino a quattro display con risoluzione 4K in parallelo. Oltre a ciò, essa può elaborare e analizzare fino a 40 flussi video con risoluzione 1080p a una velocità di 30 fps in parallelo per fornire una visione a 360° in tutte le direzioni. Queste prestazioni in termini di visione ottenute grazie all’uso dell’intelligenza artificiale risultano molto importanti in numerosi altri comparti applicativi tra cui automazione di fabbrica, visione artificiale per il controllo qualità nei processi produttivi, sorveglianza di spazi e città, oltre che nella robotica collaborativa e nei veicoli autonomi impiegati in settori quali logistica, agricoltura, edilizia e trasporto pubblico, solo per citarne alcuni.
Gli algoritmi inferenziali utilizzati dall’intelligenza artificiale e dall’apprendimento approfondito possono essere eseguiti con un elevato grado di parallelismo sulla GPU integrata, oppure sulla CPU con tecnologia Intel Deep Learning Boost integrata che combina tre istruzioni in una, in modo da accelerare l’elaborazione inferenziale e la comprensione del contesto operativo (situational awareness).
Le nuove piattaforme di congatec nei formati COM-HPC Client e COM Express con pinout Type 6 integrano funzioni di sicurezza, importanti per garantire un funzionamento di tipo “fail-safe (a sicurezza intrinseca) di numerosi veicoli mobili e robot, oltre che di apparecchiature di tipo stazionario. Poichè il supporto del comportamento in real-time è indispensabile per applicazioni di questo tipo, i nuovi moduli di congatec possono far girare numerosi sistemi operativi real-time (RTOS) come Linux Real Time e WxWorks di Wind River, oltre a garantire il supporto nativo della tecnologia “hypervisor” di Real Time Systems, supportata ufficialmente da Intel stessa. Gli utenti possono così disporre di un ecosistema ampio ed articolato che garantisce un supporto veramente completo. Tra le ulteriori funzionalità real-time si possono annoverare Intel TCC (Time Coordinated Computing) e TSN (Time Sensitive Networking), indispensabili per dispositivi di edge computing e gateway IioT/Industry 4.0 connessi in real-time. Grazie alle caratteristiche di sicurezza avanzate che garantiscono un elevato livello di protezione contro potenziali attacchi informatici, questa nuove piattaforme congatec si propongono come la soluzione ideale per tutte le applicazioni critiche nelle fabbriche e in tutte le realtà che si occupano dell’erogazione di servizi di pubblica utilità.
Uno sguardo in profondità
I moduli conga-HPC/cTLH in formato COM-HPC Client Size B (120mm x 120mm) e conga-TS570 in formato COM Express Basic con pinout Type 6 (125mm x 95mm) saranno equipaggiati con i nuovi processori scalabili Intel Core, Xeon e Celeron di 11a generazione: sono anche previste versioni in grado di operare nell’intervallo di temperatura compreso tra -40 e +85°C. Entrambi i fattori di forma supportano fino a 128 GB di memoria DDR4 SO-DIMM in grado di operare a una velocità di trasferimento massima di 3200 MT/s con ECC (opzionale). Per collegare periferiche che richiedono ampiezze di banda estese i moduli in formato COM-HPC supportano fino a 20 canali PCIe Gen4 (in configurazione x16 e x4), mentre per le versioni in formato COM Express sono previsti 16 canali PCIe. Oltre a ciò, i progettisti possono sfruttare 20 canali PCIe Gen3 per i moduli COM-HPC e 8 canali, sempre PCIe Gen 3, per i moduli COM Express.
Per supportare gli SSD NVMe ad alta velocità, i moduli COM-HPC prevedono una interfaccia PCIe x4 con la scheda carrier. I moduli in formato COM Express hanno un SSD NVMe on board per sfruttare in maniera ottimale tutti i canali Gen 4 supportati in modo nativo dal nuovo processore. Ulteriori dispositivi di archiviazione possono essere collegati attraverso 2 porte SATA Gen 3 (per i moduli COM HPC) e 4 porte SATA (per i moduli COM Express).
Per quanto riguarda le interfacce USB, il modulo COM-HPC prevede 2 porte USB 4.0 e altrettante porte USB 3.2 Gen 2 e 8 porte USB 2.0, mentre il modulo COM Express dispone di 4 porte USB 3.2 Gen 2 e 8 porte USB 2.0 in conformità alle specifiche PICMG. Per la connessione in rete, il modulo COM-HPC prevede 2 porte 2.5 GbE, mentre il modulo COM Express è dotato di 1 porta GbE: in entrambi i casi è previsto il supporto per reti TSN. Per quanto concerne invece la parte audio, sono disponibili interfacce I2S e SoundWire (per il modulo COM-HPC) e HDA (per il modulo COM Express). Sono altresì previsti BSP (Board Support Package) per tutti i più diffusi RTOS, incluso il supporto per hypervisor di Real Time Systems, oltre che per Linux, Windows e Android.
I nuovi moduli nei formati COM-HPC e COM Express Basic con pinout Type 6 equipaggiati con i processori Intel Core, Xeon e Celeron di 11a generazione sono disponibili nelle seguenti configurazioni:
