С процессорами AMD Ryzen Embedded V1000 компания AMD предоставляет инженерам, занимающимся встраиваемыми системами, поистине флагманскую производительность APU для проектирования передовых, следующего поколения периферийных встраиваемых компьютеров для всех отраслей, которые полагаются на потрясающую графику. Эти решения SoC органично интегрируют архитектуры ЦП «Zen» и ГП «Vega», сочетая до 3,61 ТФЛОПС дискретной графики уровня ГП с пиковой вычислительной производительностью. Общие улучшения включают в себя повышение производительности ЦП на 52% и повышение производительности/тактовой частоты ГП на 200% по сравнению с предшествующими платформами, а также конкурентное ценовое преимущество по сравнению с альтернативными вариантами.[ii]

Условные обозначения 2: Процессоры AMD Ryzen Embedded V1000/R1000 впечатляют не только своей вычислительной мощностью, но и соотношением производительности и цены.Типичные рынки для AMD Ryzen Embedded

Благодаря впечатляющим характеристикам эти процессоры идеально подходят для устройств следующего поколения в секторах медицинской визуализации, промышленного визуального контроля, видеонаблюдения и логистических транспортных средств, требующих ситуационной осведомленности. И, конечно же, они отлично подходят для множества приложений, связанных с развлечениями, таких как профессиональное вещательное оборудование, цифровые сигнальные проигрыватели и профессиональные игровые системы, а также промышленные человеко-машинные интерфейсы, дисплейные компьютеры в центральных диспетчерских пунктах SCADA и оборудование для моделирования.

Процессор AMD Ryzen Embedded R1000 дополняет экосистему BGA-процессоров с совместимыми выводами, создавая более экономичные платформы, и при этом обеспечивает все преимущества, которые делают новаторские архитектуры ЦП «Zen» и графических процессоров «Vega» такими привлекательными. В частности, он впервые обеспечивает многопоточную производительность в сегменте энергоэффективных разработок серии R. Благодаря трехкратному увеличению производительности на ватт и четырехкратному улучшению производительности ЦП и графики на доллар по сравнению с конкурентами,[iii] R1000 является идеальным дополнением для наиболее чувствительных к цене встраиваемых приложений. Поскольку SoC R1000 мощностью от 12 до 25 Вт совместимы с платформой серии Ryzen Embedded V1000, они позволяют разработчикам систем создавать широкий спектр приложений на одной платформе.

 

Совместимость контактов обеспечивает сверхвысокую масштабируемостьУсловные обозначения 3: В целом, тонкие материнские платы Mini-ITX чрезвычайно тонкие, что делает их идеальными и для тонких панелей ПК, используемых, например, в медицинских тележках в клиниках и кабинетах врачей.

Производители встраиваемых вычислительных систем используют совместимость контактов между классами производительности V1000 и R1000, чтобы сделать свои новые платформы сверхмасштабируемыми. Например, производительность надежных тонких материнских плат AIMB-228 Thin Mini-ITX от Advantech масштабируется от 2,4–3,3 ГГц AMD Ryzen™ Embedded R1505G с графикой Radeon™ Vega 3, 2 ядрами/4 потоками и TDP 12–25 Вт до 3,35–3,8 ГГц Ryzen™ Embedded V1807B с графикой Radeon™ RX Vega 11, 4 ядрами/8 потоками и TDP 35–54 Вт. С точки зрения производительности это означает, что инженеры могут масштабировать производительность от 100% более медленного варианта R1000 до примерно 176% более быстрой версии V1000. Что касается производительности GPU и GPGPU, масштабируемость здесь еще шире. Диапазон значений варьируется от 384 GFLOPS для Ryzen R1505G до огромной вычислительной мощности до 3,66 TFLOPS для Ryzen V1807B, что представляет собой увеличение производительности на 953%. Это позволяет достичь идеального баланса цены и производительности, адаптированного к конкретному приложению.

 

Графические процессоры для массовой параллельной обработки

В наши дни производительность графических процессоров также зависит от использования универсальных графических процессоров (GPGPU) для параллельной обработки данных в приложениях компьютерного зрения и/или глубокого обучения. В этом отношении экосистема AMD впечатляет поддержкой OpenCL, а также ROCm и TensorFlow, благодаря своей открытой программной базе для вычислений на графических процессорах под управлением Linux. Все модификации ROCm для TensorFlow теперь являются частью основного репозитория TensorFlow, следуя тому же духу открытого исходного кода, что и все сообщество глубокого обучения. Для расширения возможностей гетерогенных вычислений материнская плата AIMB-228 Thin Mini-ITX также поддерживает расширение FPGA (Field Programmable Gate Array) через подключенные внешние модули FPGA PCIe® x1 «золотой палец», которые клиенты в игровой индустрии используют для запуска алгоритмов, специфичных для игр. Другие клиенты могут захотеть использовать FPGA для предварительной обработки изображений в приложениях лидара, сонара или МРТ. Но эта поддержка является стандартной для поставщиков встраиваемых плат и не представляет собой ничего особенного.

 

Условные обозначения 4: Процессоры AMD Ryzen Embedded V1000/R1000 также поддерживают 10-гигабитный Ethernet. Компания Advantech предлагает этот дизайн Mini-ITX по запросу клиента. Персонализация — это функция

Поставщики, такие как Advantech, привыкли адаптировать свои встраиваемые материнские платы к потребностям OEM-производителей, включая адаптацию BIOS/UEFI, пользовательские образы ОС и API, а также все необходимые сертификаты. Другим клиентам могут не потребоваться все интерфейсы. В случаях, когда не требуется изменение печатной платы, возможна кастомизация даже при мелкосерийном производстве в несколько сотен плат. Но индивидуальные разработки также возможны при больших объемах производства, если требуется соответствующее количество плат. Это относится, например, к случаям, когда клиенты запрашивают медицинские разъемы Ethernet или хотят использовать функциональность 2x 10 Gigabit Ethernet процессора, что может представлять большой интерес для машин следующего поколения, подключенных к Индустрии 4.0, с обменом данными в реальном времени на основе OPC UA и TSN с системами ERP и MES, а также смежными машинами Индустрии 4.0. Наконец, стандартный корпус встраиваемой платы часто необходимо адаптировать к OEM-устройству. Поэтому «встраиваемый» также является синонимом широкого спектра возможностей кастомизации для OEM-производителей.

 

Прочная конструкция

Помимо возможностей кастомизации, различаются и принципы проектирования. Встраиваемые материнские платы Mini-ITX предлагают множество ценных функций, значительно превосходящих стандартные материнские платы Mini-ITX, предназначенные для коммерческого применения. Работая в хорошо контролируемых условиях, защищенных от ударов и вибрации, с комфортным уровнем влажности, такие коммерческие конструкции гораздо менее сложны, чем их промышленные аналоги. Прочные тонкие материнские платы Mini-ITX используют припаянные процессоры, стабильные конденсаторы и компоненты, разработанные для более суровых условий эксплуатации и круглосуточной работы. Эксплуатационная надежность для них имеет первостепенное значение. Однако действительно высокая долговечность на уровне встраиваемых систем имеет свою цену, поскольку надежные компоненты стоят дороже. Но для OEM-производителей экономия около 100 евро на коммерческих платах не имеет смысла, если отказ системы приводит не только к той же стоимости замены платы плюс стоимость припаянного процессора, но и к высоким затратам на техническое обслуживание, не говоря уже о потере дохода для конечных пользователей из-за простоя во время ремонта. OEM-производители и конечные пользователи просто не могут мириться с потерями производительности, вызванными такими сбоями в ИТ-системах. Для обеспечения эффективного обслуживания продукции им также необходимы идентичные платы в одной и той же конфигурации на протяжении многих лет. Это также имеет первостепенное значение для сертификации устройств, например, в медицинской промышленности, а также для новых мобильных приложений.

 

Удаленное управление и мониторинг для приложений Интернета вещей

Наконец, уровень поддержки IIoT также отличает встраиваемые решения от стандартных коммерческих плат Mini-ITX. Например, Advantech AIMB-228 поставляется с WISE-PaaS/DeviceOn. Начиная со встраиваемых устройств, технология IoT с нулевым вмешательством обеспечивает беспроблемную регистрацию платы в системе идентификации, безопасности и конфигурации полевого объекта. Быстрая и простая настройка обеспечивает мгновенное подключение к интеллектуальной периферии, сбор данных и визуализацию состояния в центре управления устройством. Включение/выключение питания, устранение неполадок и выполнение критически важных действий доступны одним нажатием кнопки для быстрого и легкого доступа. Обновление программного обеспечения по беспроводной сети (OTA) осуществляется безопасно путем доставки исправлений программного обеспечения, а также обновлений микропрограммного обеспечения, программного обеспечения и конфигурации посредством пакетной подготовки.

 

Условные обозначения 5: Advantech EPC-T1228 — это промышленная система на базе материнской платы AMD Ryzen Embedded V1000/R1000 Mini-ITX, представляющая собой готовую к использованию платформу со всеми необходимыми сертификатами, такими как EMI и CE, что позволяет сократить время выхода на рынок для клиентовШирокий диапазон мощности постоянного тока и множество вариантов подключения ввода/вывода

Наконец, давайте подробно рассмотрим встроенные функции новых плат, которые также доступны в виде промышленных систем, включая стандартный корпус, а также все необходимые сертификаты, такие как EMI и CE, что сокращает время выхода на рынок для клиентов. AIMB-228 разработана для широкого диапазона постоянного тока (12–24 В постоянного тока), что обеспечивает гибкость в адаптации к конкретным системным проектам заказчиков. Кроме того, AIMB-228 имеет богатый набор портов ввода/вывода и множество высокоскоростных портов ввода/вывода, включая: 2 x USB 3.1 Gen2, 4 x USB 2.0, 2 x SATAIII, 1 x внутренний порт для клавиатуры/мыши, 1 x защита от вскрытия, 6 x COM-портов (RS422/485, CCtalk, TTL), PCIe x8, 1 x M.2 B key с кронштейном для SIM-карты для удобной установки модулей хранения 3G/LTE или NVMe, и 1 x M.2 E key разъем расширения для подключения модуля Wi-Fi. Кроме того, AIMB-228 поддерживает 16-битный программируемый цифровой ввод-вывод, два гигабитных порта Ethernet (Realtek 8111E), обеспечивающих пропускную способность до 1000 Мбит/с на каждом порту, и слот PCIe x1 с позолоченным разъемом для подключения внешних модулей FPGA.

 

Четыре независимых экрана с разрешением до 4K

Материнская плата AIMB-228 Mini-ITX оснащена новейшим графическим процессором AMD "Vega" (до 11 вычислительных блоков), поддерживает высокоэффективное кодирование видео (HEVC) с 10-битным декодированием (4K H.2654 и H.264) и 8-битным кодированием, обеспечивая превосходную графическую производительность. Благодаря поддержке четырех независимых дисплеев через DisplayPort (DP) 1.2 и возможности использования интерфейсов низковольтной дифференциальной сигнализации (LVDS), AIMB-228 также предлагает множество встроенных функций, таких как TTL/CCtalk, усилитель мощностью 10 Вт и высочайший уровень защиты от электростатического разряда (ESD) 4-го уровня, что делает ее идеальной для игр, цифровых вывесок или медицинских приложений визуализации, требующих высокой графической производительности и работающих в шумных или чувствительных средах.

 

Автор*: Антониос Цетсос, менеджер по продажам продукции, материнские платы промышленного класса, Advantech

 

 

 

 

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

[ii]   См. видеоизображение, источник AMD, изображение и подпись 2

[iii]   EMB-159 и EMB-160: Тестирование проводилось в лаборатории разработки встроенного программного обеспечения AMD 13 марта 2019 года. Процессор AMD R1505G Embedded набрал 360 баллов в многоядерном тесте Cinebench R15 и 1988 баллов в тесте 3DMark11. Процессор Intel Core i3-7100U (Kaby Lake) набрал 254 балла в многоядерном тесте Cinebench R15 и 1444 балла в тесте 3DMark11. Рекомендованная розничная цена на Intel Core i3-7100U составляет 261 доллар США по состоянию на 4 января 2019 года (см. ark.intel.com/content/www/us/en/ark/products/95442/intel-core-i3-7100u-processor-3m-cache-2-40-ghz.html). Цена DBB для R1505G составляет 80 долларов. Конфигурации системы: AMD Embedded R1505G использовал платформу AMD R1000, 2x8 ГБ DDR4-2400 RAM, SSD-накопитель 250 ГБ (без вращения), TDP 15 Вт, STAPM включен и ECC отключен, графический драйвер 18.50_190207a-339028E-AES, BIOS RBB1190B и Microsoft Windows 10 Pro. Intel Core i3-7100u использовался в 15-дюймовом ноутбуке HP, i3-7100u с Intel® HD Graphics 620, 1x8 ГБ DDR4-2133 RAM, жесткий диск SATA 1 ТБ 5400 об/мин, Microsoft Windows 10 Pro, графический драйвер 21.20.16.4627 и BIOS F.07. 

[iii] Источник справочных данных: https://technical.city/en/cpu/Ryzen-Embedded-R1505G

Индекс показал рост на 76%, что отразилось и на общей динамике его показателей

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

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