Eckdaten

Neue Prozessortechnologien haben deutliche Performance-pro-Watt-Sprünge von durchschnittlich zehn Prozent. Wie die Embedded-Entwickler von Congatec diese enormen Performance-Gewinne am erfolgversprechendsten im Jahr 2018 realisieren, beschreibt Christian Eder in seinem Artikel.

Die aktuell leistungsstärksten Embedded-x86-Prozessoren für industrielle Workstations und Systeme mit hohen Anforderungen an die Bilddatenverarbeitung und Visualisierung gibt es derzeit bei Intel. CPU und GPU der Intel-Core-Prozessoren der siebten Generation (Codename Kaby Lake) haben im Schnitt eine um zehn Prozent bessere Performance pro Watt im Vergleich zur Vorgängergeneration (Codename Skylake) und eine sehr gute hardwarebeschleunigte 3D-Grafik. Diese erstellt und verarbeitet beispielsweise 4K-Videos rund acht mal schneller als vergleichbare Vorgängersysteme. Insbesondere industrielle und medizinische Bildverarbeitungssysteme profitieren deutlich von dieser neuen Prozessortechnologie, ebenso die vielen neuen Applikationen, die Situational Awareness benötigen, wie beispielsweise kollaborative Robotik und autonome Fahrzeuge.

Congatec liefert für seine COM-Express-Module auch passende passive und aktive Kühllösungen, die über alle Prozessorvarianten hinweg skaliert werden können.

Congatec liefert für seine COM-Express-Module auch passende passive und aktive Kühllösungen, die über alle Prozessorvarianten hinweg skaliert werden können. Congatec

Eine weitere Option sind die Intel-Xeon-Prozessoren der E3-V6-Familie. Sie bieten zusätzlich ECC-Speicherschutz, was das Anwendungsfeld auf datenkritische Server- und Gateway-Anwendungen erweitert. Anwendungen finden sich sowohl in industriellen IoT- und Cloud-Servern mit Big-Data-Analytik, in Edge-Node-Servern auf Carrier-Niveau als auch in vernetzten Industrie-4.0-Automatisierungsservern, die mehrere virtuelle Maschinen hosten sollen, oder in leistungsstarken Medien-Servern mit Echtzeit-Video-Transcoding mehrerer Streams.

Die TDP ist entscheidend

Beide Applikationsfelder stellen äußerst hohe und konstant steigende Anforderungen an die Performance. Zugleich unterliegt das Thermaldesign oftmals Beschränkungen, sodass nicht immer die leistungsfähigsten Prozessoren einsetzbar sind, sondern immer nur die, die in das Thermaldesign des Systems passen. Das sind in den High-End-Bereichen des Embedded-Computings zumeist 35 bis 45 W. 15 W wären besser, da sie in der Regel die Grenze sind, bis zu der sich lüfterlose und damit komplett geschlossene Designs mit hoher MTBF (Mean Time Between Failures) umsetzen lassen. Insofern ist die Auslegung von High-End-Embedded-Computer-Systemen immer ein Balancieren an thermisch gerade noch umsetzbarer Performance-Maximierung. Jede Verbesserung der Performance bei gegebener TDP (Thermal Design Power) ermöglicht neue platzsparendere und kostengünstigere Systemauslegungen. Deshalb ist ein Blick nach vorne für die meisten Systemdesigner ein Muss. Doch was steht zu erwarten?

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