Con i processori AMD Ryzen Embedded V1000, AMD offre agli ingegneri di sistemi embedded prestazioni APU di punta per progettare computer embedded edge di nuova generazione all'avanguardia per tutti i settori che richiedono una grafica straordinaria. Queste soluzioni SoC integrano perfettamente le architetture CPU 'Zen' e GPU 'Vega', combinando fino a 3,61 TFLOPS di grafica discreta di livello GPU con prestazioni di calcolo di picco. I miglioramenti complessivi includono un miglioramento del 52% dell'IPC della CPU e un miglioramento del 200% delle prestazioni/frequenza di clock della GPU rispetto alle piattaforme precedenti, nonché un vantaggio competitivo in termini di prezzo rispetto alle alternative.[ii]

Legenda 2: Non solo la pura potenza di elaborazione dei processori AMD Ryzen Embedded V1000/R1000 è notevole, ma anche il rapporto prestazioni/prezzo è molto interessante.Mercati tipici per AMD Ryzen Embedded

Grazie a queste prestazioni eccezionali, questi processori sono candidati ideali per i dispositivi di nuova generazione nei settori dell'imaging medicale, dell'ispezione visiva industriale, della videosorveglianza e dei veicoli per la logistica, che richiedono una consapevolezza situazionale. E, naturalmente, sono anche eccellenti per una moltitudine di applicazioni con un fattore di intrattenimento, come apparecchiature di trasmissione professionali, lettori di segnali digitali e sistemi di gioco professionali, nonché HMI industriali, computer di visualizzazione nelle sale di controllo SCADA centralizzate e apparecchiature di simulazione.

L'AMD Ryzen Embedded R1000 completa l'ecosistema di processori BGA pin-compatibili per piattaforme più economiche, offrendo al contempo tutto ciò che rende così attraenti le architetture pionieristiche CPU "Zen" e GPU "Vega". In particolare, introduce per la prima volta le prestazioni multi-thread nel segmento a basso consumo dei progetti della serie R. Con un miglioramento delle prestazioni per watt tre volte superiore rispetto alla generazione precedente e prestazioni di CPU e grafica quattro volte migliori per dollaro rispetto alla concorrenza,[iii] l'R1000 è il complemento ideale per le applicazioni embedded più sensibili al prezzo. Poiché i SoC R1000 da 12W a 25W sono compatibili con la piattaforma Ryzen Embedded serie V1000, consentono ai progettisti di sistemi di offrire un'ampia gamma di applicazioni con un design a piattaforma singola.

 

La compatibilità dei pin consente un'elevatissima scalabilitàLegenda 3: In generale, le schede madri Thin Mini-ITX sono estremamente sottili, il che le rende ideali anche per i pannelli PC sottili utilizzati, ad esempio, per i carrelli medicali in cliniche e studi medici.

I produttori di sistemi embedded stanno sfruttando la compatibilità dei pin tra le classi di prestazioni V1000 e R1000 per rendere le loro nuove piattaforme estremamente scalabili. Ad esempio, le prestazioni delle robuste schede madri AIMB-228 Thin Mini-ITX di Advantech scalano dal processore AMD Ryzen™ Embedded R1505G da 2,4 GHz-3,3 GHz con grafica Radeon™ Vega 3, 2 core/4 thread e un TDP di 12-25 W, fino al Ryzen™ Embedded V1807B da 3,35 GHz-3,8 GHz con grafica Radeon™ RX Vega 11, 4 core/8 thread e un TDP di 35-54 W. In termini di prestazioni, ciò significa che gli ingegneri possono scalare dal 100% della variante R1000 più lenta a circa il 176% della versione V1000 più veloce. Per quanto riguarda le prestazioni di GPU e GPGPU, la scalabilità è ancora maggiore. Qui, lo spettro spazia da 384 GFLOPS per il Ryzen R1505G all'immensa potenza di elaborazione fino a 3,66 TFLOPS per il Ryzen V1807B, che rappresenta un aumento del 953% in GFLOPS. Ciò consente un perfetto equilibrio tra prezzo e prestazioni, su misura per la specifica applicazione.

 

GPU per l'elaborazione parallela massiva

Oggi, le prestazioni delle GPU dipendono anche dall'utilizzo di GPU generiche (GPGPU) per l'elaborazione parallela dei dati in applicazioni di visione artificiale e/o deep learning. In questo ambito, l'ecosistema AMD si distingue per OpenCL, ROCm e il supporto a TensorFlow, grazie alla sua base software open source per il calcolo GPU su Linux. Tutte le modifiche specifiche di ROCm per TensorFlow sono ora integrate nel repository principale di TensorFlow, seguendo lo stesso spirito open source dell'intera comunità del deep learning. Per completare le opzioni di calcolo eterogeneo, la scheda madre AIMB-228 Thin Mini-ITX supporta anche l'espansione FPGA (Field Programmable Gate Array) tramite moduli FPGA esterni PCIe® x1 "gold finger", utilizzati dai clienti del settore gaming per eseguire algoritmi specifici per i videogiochi. Altri clienti potrebbero voler utilizzare gli FPGA per la preelaborazione delle immagini in applicazioni lidar, sonar o MRT. Tuttavia, questo supporto è standard per i fornitori di schede embedded e non rappresenta una novità.

 

Legenda 4: I processori AMD Ryzen Embedded V1000/R1000 supportano anche Ethernet a 10 Gigabit. Advantech offre questo design Mini-ITX su richiesta del cliente. La personalizzazione è una funzionalità

Fornitori come Advantech sono abituati a personalizzare le proprie schede madri embedded in base alle esigenze degli OEM, includendo adattamenti BIOS/UEFI, immagini del sistema operativo e API personalizzate, oltre a tutte le certificazioni richieste. Altri clienti potrebbero non necessitare di tutte le interfacce. Nei casi in cui non sia necessaria una revisione del PCB, la personalizzazione è possibile anche in produzioni a basso volume di poche centinaia di schede. Tuttavia, la progettazione personalizzata è un'opzione anche per revisioni del PCB più consistenti, qualora siano richiesti quantitativi adeguati. Questo vale, ad esempio, quando i clienti richiedono connettori Ethernet medicali o desiderano utilizzare la funzionalità Ethernet 2x 10 Gigabit del processore, che potrebbe essere di grande interesse per le macchine connesse di prossima generazione dell'Industria 4.0 con scambio dati in tempo reale basato su OPC UA e TSN verso sistemi ERP e MES, e altre macchine Industria 4.0 adiacenti. Infine, un alloggiamento standard per schede embedded deve spesso essere adattato al dispositivo OEM. Pertanto, il termine "embedded" è anche sinonimo di un'ampia varietà di opzioni di personalizzazione per gli OEM.

 

Robusto per progettazione

Oltre alla personalizzazione, anche i principi di progettazione differiscono. Le schede madri Mini-ITX embedded offrono numerose funzionalità preziose che vanno ben oltre le schede madri Mini-ITX standard progettate per applicazioni commerciali. Operando in ambienti a temperatura controllata, privi di urti e vibrazioni e con livelli di umidità confortevoli, tali progetti commerciali sono molto meno sofisticati delle loro controparti industriali. Le robuste schede madri Thin Mini-ITX si basano su processori saldati, condensatori stabili e componenti progettati per ambienti più difficili e per un funzionamento 24 ore su 24, 7 giorni su 7. L'affidabilità operativa è fondamentale per loro. Tuttavia, l'elevata durabilità a livello embedded ha un costo, poiché i componenti robusti sono più costosi. Ma non ha molto senso per gli OEM risparmiare circa 100 € con schede commerciali se un guasto del sistema comporta non solo lo stesso costo della scheda di ricambio più il costo del processore saldato, ma anche gli elevati costi del servizio di manutenzione, per non parlare del mancato guadagno per gli utenti finali a causa dei tempi di inattività durante le riparazioni. OEM e utenti finali semplicemente non possono accettare perdite di produttività causate da tali guasti IT. Per fornire un servizio di assistenza efficiente, hanno anche bisogno di schede identiche nella stessa configurazione per molti anni. Ciò riveste inoltre un'importanza fondamentale per le certificazioni dei dispositivi, ad esempio nel settore dei dispositivi medici, nonché per le nuove applicazioni di mobilità.

 

Gestione e monitoraggio da remoto per applicazioni IoT

Infine, anche il livello di supporto IIoT differenzia le soluzioni embedded dalle schede Mini-ITX commerciali standard. Ad esempio, l'Advantech AIMB-228 è dotato del WISE-PaaS/DeviceOn. A partire dai dispositivi embedded, la tecnologia IoT zero-touch della soluzione registra automaticamente la scheda con l'identità, la sicurezza e la configurazione del sito sul campo. La configurazione rapida e semplice consente un onboarding immediato e intelligente, l'acquisizione dei dati e la visualizzazione dello stato presso il centro operativo dei dispositivi. Accensione/spegnimento, risoluzione dei problemi e azioni critiche sono disponibili con la semplice pressione di un pulsante, per un accesso rapido e semplice. Il software viene aggiornato in modo sicuro tramite OTA (over-the-air), fornendo patch software, aggiornamenti del firmware, del software e della configurazione tramite provisioning batch.

 

Legenda 5: L'Advantech EPC-T1228 è un sistema industriale basato sulla scheda madre Mini-ITX AMD Ryzen Embedded V1000/R1000, che si presenta come una piattaforma pronta all'uso con tutte le certificazioni necessarie, come EMI e CE, per ridurre i tempi di commercializzazione per i clientiAmpia gamma di alimentazione CC e abbondante connettività I/O

Infine, analizziamo nel dettaglio le funzionalità integrate delle nuove schede, disponibili anche come sistemi industriali, inclusi l'alloggiamento standard e tutte le certificazioni necessarie, come EMI e CE, per ridurre i tempi di commercializzazione per i clienti. L'AIMB-228 è progettata per un'ampia gamma di alimentazione CC (12 V ~ 24 V CC) che offre la flessibilità di adattarsi alle specifiche esigenze di sistema del cliente. Inoltre, l'AIMB-228 è dotata di una ricca connettività I/O e di numerose porte I/O ad alta velocità, tra cui: 2 x USB 3.1 Gen2, 4 x USB 2.0, 2 x SATAIII, 1 x porta interna per tastiera/mouse, 1 x protezione anti-intrusione, 6 x porte COM (RS422/485, CCtalk, TTL), PCIe x8, 1 x M.2 B key con staffa per scheda SIM per una facile installazione di moduli di archiviazione 3G/LTE o NVMe e 1 x slot di espansione M.2 E key per la connettività del modulo WiFi. Inoltre, l'AIMB-228 supporta I/O digitali programmabili a 16 bit, due porte Gigabit Ethernet (Realtek 8111E) che offrono fino a 1000 Mbps di larghezza di banda su ciascuna porta e uno slot PCIe x1 con connettore placcato in oro per moduli FPGA esterni.

 

Quattro schermi indipendenti con risoluzione fino a 4K

La scheda madre AIMB-228 Mini-ITX integra la più recente architettura "Vega" GCD di AMD (fino a 11 CU), supporta la codifica video ad alta efficienza (HEVC) con decodifica a 10 bit (4K H.2654 e H.264) e codifica a 8 bit, offrendo prestazioni grafiche eccellenti. Con il supporto per quattro display indipendenti tramite DisplayPort (DP) 1.2 e la possibilità di utilizzare interfacce LVDS (Low Voltage Differential Signaling), la AIMB-228 offre anche numerose funzionalità integrate, come TTL/CCtalk, un amplificatore da 10 W e la massima protezione ESD di livello 4, risultando ideale per applicazioni di gioco, digital signage o diagnostica per immagini medicali che richiedono elevate prestazioni grafiche e operano in ambienti rumorosi o sensibili.

 

Autore*: Antonios Tsetsos, Responsabile vendite prodotti, Schede madri di livello industriale, Advantech

 

 

 

 

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

[ii]   Vedere l'immagine del video, la fonte AMD, l'immagine e la didascalia 2

[iii]   EMB-159 e EMB-160: Test eseguiti presso l'AMD Embedded Software Engineering Lab il 13 marzo 2019. L'AMD R1505G Embedded ha ottenuto 360 punti nel benchmark multi-core Cinebench R15 e 1988 punti nel benchmark 3DMark11. L'Intel Core i3-7100U (Kaby Lake) ha ottenuto 254 punti nel benchmark multi-core Cinebench R15 e 1444 nel benchmark 3DMark11. Il prezzo al dettaglio consigliato per l'Intel Core i3-7100U è di 261 dollari al 4 gennaio 2019 (vedere ark.intel.com/content/www/us/en/ark/products/95442/intel-core-i3-7100u-processor-3m-cache-2-40-ghz.html). Il prezzo di DBB per l'R1505G è di $80. Configurazioni di sistema: l'AMD Embedded R1505G utilizzava una piattaforma AMD R1000, con 2x8GB di RAM DDR4-2400, un SSD da 250GB (non rotante), TDP di 15W, STAPM abilitato ed ECC disabilitato, driver grafico 18.50_190207a-339028E-AES, BIOS RBB1190B e Microsoft Windows 10 Pro. L'Intel Core i3-7100u utilizzava un laptop HP da 15 pollici, i3-7100u con Intel® HD Graphics 620, 1x8GB di RAM DDR4-2133, un disco rigido SATA da 1TB a 5400 rpm, Microsoft Windows 10 Pro, driver grafico 21.20.16.4627 e BIOS F.07. 

[iii] Fonte delle cifre di riferimento: https://technical.city/en/cpu/Ryzen-Embedded-R1505G

Si è registrato un aumento del 76% nell'indice di riferimento e nella performance complessiva dell'indice di riferimento

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

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