Avec les processeurs AMD Ryzen Embedded V1000, AMD offre aux ingénieurs en systèmes embarqués des performances APU de pointe pour concevoir des ordinateurs embarqués de nouvelle génération destinés à tous les secteurs d'activité exigeant des graphismes exceptionnels. Ces solutions SoC intègrent harmonieusement les architectures CPU « Zen » et GPU « Vega », combinant jusqu'à 3,61 TFLOPS de puissance graphique dédiée avec des performances de calcul maximales. Les améliorations globales comprennent un gain de 52 % en IPC pour le CPU et de 200 % en performances/fréquence d'horloge pour le GPU par rapport aux plateformes précédentes, ainsi qu'un avantage concurrentiel en termes de prix.[ii]

Légende 2 : Non seulement la puissance de traitement brute des processeurs AMD Ryzen Embedded V1000/R1000 est impressionnante, mais le rapport performance/prix est également très attractif.Marchés typiques pour AMD Ryzen Embedded

Grâce à ces performances exceptionnelles, ces processeurs sont parfaitement adaptés aux appareils de nouvelle génération dans les secteurs de l'imagerie médicale, du contrôle visuel industriel, de la vidéosurveillance et de la logistique, qui requièrent une connaissance précise de la situation. Ils conviennent également à une multitude d'applications de divertissement, telles que les équipements de diffusion professionnels, les lecteurs de signaux numériques, les consoles de jeux professionnelles, les interfaces homme-machine industrielles, les ordinateurs d'affichage des salles de contrôle SCADA et les simulateurs.

Le processeur AMD Ryzen Embedded R1000 complète l'écosystème des processeurs BGA à compatibilité broche à broche pour des plateformes plus économiques, tout en offrant les atouts qui font le succès des architectures CPU « Zen » et GPU « Vega ». Plus précisément, il apporte pour la première fois des performances multithread au segment basse consommation de la série R. Avec un gain de performances par watt trois fois supérieur à la génération précédente et des performances CPU et graphiques quatre fois supérieures par dollar à celles de la concurrence,( 12 W à 25 W), les SoC R1000 permettent aux concepteurs de systèmes de proposer une large gamme d'applications sur une seule et même plateforme.

 

La compatibilité des broches permet une ultra-évolutivitéLégende 3 : En général, les cartes mères Thin Mini-ITX sont extrêmement fines, ce qui les rend également idéales pour les panneaux PC fins utilisés, par exemple, pour les chariots médicaux dans les cliniques et les cabinets médicaux.

Les fabricants de systèmes embarqués tirent parti de la compatibilité des broches entre les classes de performances V1000 et R1000 pour rendre leurs nouvelles plateformes ultra-évolutives. Par exemple, les performances des cartes mères robustes AIMB-228 Thin Mini-ITX d'Advantech s'adaptent du processeur AMD Ryzen™ Embedded R1505G (2,4 GHz - 3,3 GHz) avec carte graphique Radeon™ Vega 3, 2 cœurs/4 threads et un TDP de 12 à 25 W, jusqu'au Ryzen™ Embedded V1807B (3,35 GHz - 3,8 GHz) avec carte graphique Radeon™ RX Vega 11, 4 cœurs/8 threads et un TDP de 35 à 54 W. Concrètement, cela signifie que les ingénieurs peuvent passer de 100 % des performances de la version R1000, moins performante, à environ 176 % des performances de la version V1000, plus rapide. En matière de performances GPU et GPGPU, l'évolutivité est encore plus grande. Le spectre s'étend de 384 GFLOPS pour le Ryzen R1505G à l'immense puissance de traitement pouvant atteindre 3,66 TFLOPS pour le Ryzen V1807B, soit une augmentation de 953 % en GFLOPS. Ceci permet un équilibre parfait entre prix et performances, adapté à chaque application.

 

GPU pour le traitement massivement parallèle

Aujourd'hui, les performances GPU dépendent aussi de l'utilisation de GPU à usage général (GPGPU) pour le traitement parallèle des données dans les applications de vision par ordinateur et/ou d'apprentissage profond. À cet égard, l'écosystème AMD impressionne par sa compatibilité avec OpenCL, ROCm et TensorFlow, grâce à sa base logicielle open source pour le calcul GPU sous Linux. Toutes les modifications spécifiques à ROCm pour TensorFlow font désormais partie du dépôt principal de TensorFlow, fidèle à l'esprit open source qui anime toute la communauté de l'apprentissage profond. Pour compléter les options de calcul hétérogène, la carte mère AIMB-228 Thin Mini-ITX prend également en charge l'extension FPGA (Field Programmable Gate Array) via des modules FPGA externes PCIe® x1 « gold finger », utilisés par les acteurs du secteur du jeu vidéo pour exécuter des algorithmes spécifiques. D'autres clients peuvent souhaiter utiliser des FPGA pour le prétraitement d'images dans des applications lidar, sonar ou MRT. Cependant, cette compatibilité est standard chez les fournisseurs de cartes embarquées et n'a rien d'exceptionnel.

 

Légende 4 : Les processeurs AMD Ryzen Embedded V1000/R1000 prennent également en charge l’Ethernet 10 Gigabit. Advantech propose ce format Mini-ITX sur demande. La personnalisation est une fonctionnalité

Des fournisseurs comme Advantech ont l'habitude d'adapter leurs cartes mères embarquées aux besoins des équipementiers, notamment en matière d'adaptations BIOS/UEFI, d'images système et d'API personnalisées, ainsi que de certifications. D'autres clients peuvent ne pas avoir besoin de toutes les interfaces. Lorsqu'une révision du circuit imprimé n'est pas nécessaire, la personnalisation est possible même pour des productions en petite série de quelques centaines de cartes. Cependant, des conceptions sur mesure sont également envisageables pour des révisions de circuit imprimé plus importantes, si les quantités requises sont suffisantes. C'est le cas, par exemple, lorsque les clients demandent des connecteurs Ethernet médicaux ou souhaitent exploiter la fonctionnalité Ethernet 2 x 10 Gigabit du processeur, ce qui peut s'avérer très intéressant pour les machines connectées de nouvelle génération de l'Industrie 4.0, avec échange de données en temps réel via OPC UA et TSN vers les systèmes ERP et MES, ainsi que pour les autres machines de l'Industrie 4.0. Enfin, le boîtier standard d'une carte embarquée doit souvent être adapté au dispositif de l'équipementier. Par conséquent, le terme « embarqué » est également synonyme d'une grande variété d'options de personnalisation pour les équipementiers.

 

Robuste par conception

Outre la personnalisation, les principes de conception diffèrent également. Les cartes mères Mini-ITX embarquées offrent de nombreuses fonctionnalités précieuses, bien supérieures à celles des cartes mères Mini-ITX standard conçues pour les applications commerciales. Fonctionnant dans des environnements tempérés, à l'abri des chocs et des vibrations, avec des niveaux d'humidité confortables, ces modèles commerciaux sont beaucoup moins sophistiqués que leurs homologues industriels. Les cartes mères Mini-ITX Thin robustes reposent sur des processeurs soudés, des condensateurs stables et des composants conçus pour des environnements plus difficiles et un fonctionnement 24h/24 et 7j/7. La fiabilité opérationnelle est primordiale pour elles. Cependant, cette durabilité exceptionnelle a un coût, les composants robustes étant plus onéreux. Il est peu judicieux pour les fabricants d'équipement d'origine (OEM) d'économiser une centaine d'euros avec des cartes commerciales si une panne système entraîne non seulement le coût de la carte de remplacement plus celui du processeur soudé, mais aussi des frais de maintenance élevés, sans parler du manque à gagner pour les utilisateurs finaux dû à l'indisponibilité du système pendant les réparations. Les OEM et les utilisateurs finaux ne peuvent tout simplement pas accepter les pertes de productivité causées par de telles pannes informatiques. Pour assurer un service après-vente efficace, ils ont également besoin de cartes identiques, dans la même configuration, pendant de nombreuses années. Ceci revêt également une importance capitale pour les certifications d'appareils, notamment dans le secteur des dispositifs médicaux, ainsi que pour les nouvelles applications de mobilité.

 

Gestion et surveillance à distance des applications IoT

Enfin, le niveau de prise en charge de l'IIoT distingue également les solutions embarquées des cartes Mini-ITX commerciales standard. L'Advantech AIMB-228, par exemple, est fournie avec le WISE-PaaS/DeviceOn. Grâce à sa technologie IoT sans intervention, cette solution enregistre automatiquement la carte auprès des services du site, en assurant l'identification, la sécurité et la configuration. Une configuration simple et rapide permet une intégration instantanée en périphérie de réseau, l'acquisition de données et la visualisation de l'état des appareils depuis le centre d'opérations. La mise sous/hors tension, le dépannage et les actions critiques sont accessibles d'une simple pression sur un bouton. Les mises à jour logicielles OTA (Over-The-Air) sont effectuées en toute sécurité par la distribution de correctifs, ainsi que de mises à jour de firmware, de logiciels et de configuration par lots.

 

Légende 5 : L'Advantech EPC-T1228 est un système industriel basé sur la carte mère AMD Ryzen Embedded V1000/R1000 Mini-ITX qui est livré comme une plateforme prête à l'emploi avec toutes les certifications requises, telles que EMI et CE, pour réduire le délai de mise sur le marché pour les clientsLarge plage de puissance CC et connectivité E/S abondante

Enfin, examinons en détail les fonctionnalités intégrées des nouvelles cartes, également disponibles en tant que systèmes industriels. Elles sont livrées avec un boîtier standard et toutes les certifications requises, telles que CEM et CE, afin de réduire les délais de mise sur le marché pour les clients. La carte AIMB-228 est conçue pour une large plage d'alimentation CC (12 V à 24 V CC), offrant ainsi une grande flexibilité d'adaptation aux systèmes spécifiques des clients. De plus, l'AIMB-228 dispose d'une connectivité E/S complète et de plusieurs ports E/S haut débit, notamment : 2 ports USB 3.1 Gen2, 4 ports USB 2.0, 2 ports SATA III, 1 port clavier/souris interne, 1 protection anti-intrusion, 6 ports COM (RS422/485, CCtalk, TTL), 8 ports PCIe, 1 connecteur M.2 B avec support pour carte SIM facilitant l'installation de modules de stockage 3G/LTE ou NVMe, et 1 connecteur d'extension M.2 E pour la connectivité d'un module Wi-Fi. De plus, l'AIMB-228 prend en charge les E/S numériques programmables 16 bits, deux ports Gigabit Ethernet (Realtek 8111E) offrant jusqu'à 1000 Mbps de bande passante sur chaque port, et un emplacement PCIe x1 avec un connecteur plaqué or pour les modules FPGA externes.

 

Quatre écrans indépendants avec une résolution jusqu'à 4K

La carte mère Mini-ITX AIMB-228 intègre le GPU « Vega » d'AMD (jusqu'à 11 unités de calcul), prend en charge le codage vidéo haute efficacité (HEVC) avec décodage 10 bits (4K H.2654 et H.264) et encodage 8 bits, offrant ainsi d'excellentes performances graphiques. Compatible avec quatre écrans indépendants via DisplayPort (DP) 1.2 et offrant la possibilité d'utiliser des interfaces LVDS (Low Voltage Differential Signaling), l'AIMB-228 propose également de nombreuses fonctionnalités intégrées, telles que TTL/CCtalk, un amplificateur de 10 W et une protection ESD de niveau 4 (le plus élevé), ce qui la rend idéale pour les applications de jeu, d'affichage dynamique ou d'imagerie médicale exigeant des performances graphiques élevées et fonctionnant dans des environnements bruyants ou sensibles.

 

Auteur* : Antonios Tsetsos, responsable des ventes de produits, cartes mères industrielles, Advantech

 

 

 

 

[i] https://www.amd.com/en/products/embedded-ryzen-v1000-series

[ii]   Voir l'image vidéo, la source AMD, l'image et la légende 2

[iii]   EMB-159 et EMB-160 : Tests réalisés au laboratoire d’ingénierie logicielle embarquée d’AMD le 13 mars 2019. Le processeur AMD R1505G Embedded a obtenu un score de 360 points au test multicœur Cinebench R15 et de 1 988 points au test 3DMark11. Le processeur Intel Core i3-7100U (Kaby Lake) a obtenu un score de 254 au test multicœur Cinebench R15 et de 1 444 au test 3DMark11. Le prix de vente conseillé du processeur Intel Core i3-7100U était de 261 $ au 4 janvier 2019 (voir ark.intel.com/content/www/us/en/ark/products/95442/intel-core-i3-7100u-processor-3m-cache-2-40-ghz.html). Le prix du DBB pour le R1505G est de 80 $. Configurations système : Le R1505G AMD Embedded utilise une plateforme AMD R1000, avec 2 x 8 Go de RAM DDR4-2400, un SSD de 250 Go (non rotatif), un TDP de 15 W, STAPM activé et ECC désactivé, le pilote graphique 18.50_190207a-339028E-AES, le BIOS RBB1190B et Microsoft Windows 10 Pro. Le R1505G Intel Core i3-7100U utilise un ordinateur portable HP de 15 pouces, avec un processeur i3-7100U, une carte graphique Intel® HD Graphics 620, 1 x 8 Go de RAM DDR4-2133, un disque dur SATA de 1 To à 5 400 tr/min, Microsoft Windows 10 Pro, le pilote graphique 21.20.16.4627 et le BIOS F.07. 

[iii] Source des figures de référence : https://technical.city/en/cpu/Ryzen-Embedded-R1505G

L'indice de référence a augmenté de 76 %, et la performance globale de l'indice de référence s'est améliorée

[iii] https://de.wikipedia.org/wiki/Liste_der_AMD-Ryzen-Prozessoren

[iii] Source : https://medium.com/tensorflow/community-supported-amd-rocm-build-for-tensorflow-e8e9ac258369