Un grande mercato per un piccolo SoC

SYSTEM-ON-CHIP –

Con l’introduzione dei SoC Embedded G-Serie, Amd ha integrato le funzionalità di una Cpu in architettura x86, di una Gpu e di un controllore di I/O in un System-on-Chip di dimensioni ridotte. A breve distanza da questo lancio, sono già numerose le schede e i sistemi equipaggiati con questo SoC.

La combinazione tra una Cpu ad alte prestazioni, una Gpu programmabile e un controllore di I/O, che rappresenta l'evoluzione verso un processore in architettura x86 compatto, ha premesso di ottenere una soluzione caratterizzata da migliori prestazioni, minori consumi e dimensioni ridotte. La nuova piattaforma SoC G-series di Amd rappresenta la soluzioni ideale per tutti i progettisti che devono sviluppare moduli e Sbc (Single Board Compter) efficienti e con ingombri contenuti, nonché sistemi embedded completi. Tra i numerosi settori di utilizzo si possono menzionare quelli della cartellonistica digitale, dell'automazione, delle interfacce operatore e dei panel Pc, oltre a tutte quelle applicazioni che prevedono l'uso di "reti intelligenti" e richiedono elevata densità di integrazione e bassi consumi. Nonostante le dimensioni compatte, i nuovi SoC di Amd dispongono di risorse di elaborazione e grafiche di prim'ordine in grado di soddisfare esigenze molto diverse in termini di prestazioni. La serie prevede numerosi modelli e opzioni di tipo dual core o quad core caratterizzati da un consumo di potenza medio di 3 W fino ad arrivare a versioni con un Tdp (Thermal Design Power) di 25 W. Con l'introduzione dei SoC G-Series Amd ha ampliato notevolmente i settori applicativi delle proprie soluzioni embedded. Grazie alla completa compatibilità a livello di pin di tutti i prodotti della famiglia, la piattaforma SoC G-Series consente agli Oem di utilizzare il progetto di una singola scheda per sviluppare soluzioni scalabili in funzione dei requisiti della particolare applicazione considerata. Un approccio alla progettazione che prevede l'uso di una "piattaforma comune" permette agli Oem di semplificare il processo di sviluppo di un prodotto - sia in fase di approvvigionamento sia in quella di produzione - che può avere un riflesso positivo sui costi.

Prestazioni da primato in uno spazio ridotto

Equipaggiati con core di Cpu “Jaguar” della prossima generazione realizzato in tecnologia da 28 nm e con un core di Gpu Radeon operante a una frequenza maggiore e con un Ipc (Instructions Per Cycle) migliorato, questi nuovi SoC garantiscono un miglioramento delle prestazioni della Cpu del 113% rispetto alle APU G-Series e del 125% rispetto a Intel Atom (questi dati si riferiscono a prove comparative di tipo compute-intensive).Tra le nuove caratteristiche da segnalare senza dubbio il decodificatore video universale migliorato per l'accelerazione hardware di H.264, VC-1, Mpeg 2 e di altri formati di compressione video i e le nuove funzionalità di codifica video che possono sfruttare caratteristiche avanzate quali il “clock gating” (che prevedono di disalimentare i sottosistemi del chip che non lavorano oppure di ridurre la frequenza di clock alla minima necessaria per l'applicazione corrente) e la tecnologia deep power down (o C6), capace di “spegnere” il processore quando non viene utilizzato per ridurre il consumo di potenza complessivo. I SoC G-Series supportano anche la funzionalità WiDi (Wireless Display) remota con una latenza minima. Un'altra novità è rappresentata dal supporto di memorie Ecc, finora appannaggio di piattaforme processore caratterizzate da consumi di notevole entità.

Migliori prestazioni grafiche

La Gpu integrate supporta DirectX 11.1, OpenGL 4.2 e OpenCL 1.2v, assicurando in tal modo un notevole miglioramento in termini di elaborazione parallela ad alta velocità e di elaborazione grafica ad alte prestazioni: l'incremento è del 20% rispetto alle Apu G-Series di Amd e di 5 volte rispetto a Intel Atom (il dato si riferisce a prove comparative standard di tipo graphics-intensive). Il supporto per queste strutture di elaborazione permette di sfruttare un'ampia gamma di opzioni per lo sviluppo software con Api grafiche avanzate, estendendo il ciclo di vita delle applicazioni e contribuendo in tal modo a minimizzare i costi dello sviluppo software e ottimizzare il ritorno dell'investimento. L'elaborazione parallela su Cpu/Gpu, resa possibile dal supporto del linguaggio OpenCL, risulta vantaggiosa per tutte le applicazioni che richiedono un'elevata precisione - automazione e controllo industriale, sorveglianza e sicurezza, infrastrutture di comunicazione - consentendo alle Api OpenCL di accedere alla Gpu integrata con una potenza di elaborazione di 256 GFLOP per ciclo di clock. Nello stesso tempo il supporto a DirectX 11 e OpenGL , abbinato alla possibilità di gestione di un doppio display indipendente grazie all'interfaccia DisplayPort 1.2 presente sui SoC G-Series di Amd, permette di controllare più display ad alta risoluzione come richiesto in numerose applicazioni a forte contenuto grafico che spaziano dalla cartellonistica digitale al gaming digitale, dai thin client alle interfacce operatore. In virtù di tali caratteristiche questa soluzione proposta da Amd può essere utilizzata in una vasta gamma di applicazioni embedded. Non può quindi sorprendere il fatto che molti produttori di sistemi di elaborazione embedded abbiano annunciato e introdotti basati su questi nuovi SoC.

Nuove opportunità applicative
Un prodotto decisamente innovativo che integra un SoC G-Series di AND è la scheda pItx-GX di Seco. Con l'introduzione di questo single board computer in formato Pico-Itx (le cui dimensioni standard sono 100x72 mm), l'azienda italiana fissato un nuovo punto di riferimento per questo fattore di forma. Senz'altro da segnalare il fatto che una scheda di dimensioni così contenute sia in grado di di garantire prestazioni grafiche e di elaborazione general purpose particolarmente spinte utilizzando un processore x86 di tipo dual o quad core. La scheda pItx-GX mette a disposizione un insieme di caratteristiche contraddistinte da un livello di qualità tipico di un Pc desktop in una soluzione caratterizzata da compattezza dimensionale, bassi consumi e alte prestazioni. Una scheda di questa tipo è destinata a suscitare l'interesse di molti progettisti in quanto si tratta di una soluzione application-ready che richiede solo la realizzazione di un alloggiamento custom da parte degli Oem per dar vita a un sistema completo da utilizzare in numerose applicazioni per i settori del gaming, medicale o cartellonistica digitale così come nei set top box. Altri produttori come Ibase, Avalue e Aewin hanno integrato i SoC G-Series di Amd in schede con fattore di forma 3.5". Le schede Sbc IB903 di Ibase ed EM-6335 di Aewin integrano entrambe due interfacce MiniPCIe: la prima può ospitare due schede half size mentre la seconda può ospitare una scheda half-size e una ful-size. L'Sbc EM-6335 prevede anche il supporto pre-integrato per una connessione wireless attraverso una scheda Mini PCIe. Tutte le schede, inoltre, dispongono di interfacce per diversi monitor. Tutte e tre le schede integrano connettori per l'interfaccia Lvdi2. Le schede Sbc EXKM-KA di Avalue ed EM-6335 di Aewin sono equipaggiate con interfacce Hdmi, mentre la scheda IB903 di Ibase include una porta Dvi. Tutti e tre gli Sbc menzionati hanno due porte Usb 3.0 aggiuntive oltre a porte seriali.

Schede complete e soluzioni dedicate

IMB-A180-H di ASRock è una scheda di tipo single chip disponibile in fattore di forma Mini-Itx. Particolarmente ricca la dotazione di interfacce che comprende sei porte, sei Usb 2.0 e due Usb 3.0. La realizzazione nel formato Mini-Itx permette l'accesso a un ecosistema vasto e articolato. Un'altra soluzione realizzata in formato Mini-Itx è la scheda IPC-FT3GS di Sapphire Technology, fornita già equipaggiata con quattro porte Sta. Fujitsu dal canto suo propone una scheda madre embedded Mini-Itx per applicazioni industriali progettata per poter funzionare su base continuativa (24/7).
Oltre a queste schede madri standard è anche disponibile un modulo Com (Computer-On-Module). Congatec ha infatti introdotto conga-TCG grazie al quale è possibile realizzare progetti personalizzati. Esso è disponibile nel formato Compact (95 x 95 mm) con pin-out di tipo 6. Questo modulo Com è stato ottimizzato in modo da consentire un assegnamento flessibile dei task e rappresenta un'ottima soluzione per applicazioni Sff (Small Form Factor) dove il costo rappresenta un elemento critico e che richiedono l'integrazione di funzioni di visualizzazione e controllo in uno spazio molto ridotto. La presenza si quattro canali (lane) PCIe, due porte Sata e un'interfaccia Gigabit Ethernet permettono di espandere le potenzialità del sistema in applicazioni che richiedono un'elevata ampiezza di banda per il trasferimento dati. Netboard A10 di Deciso è una scheda dedicata dotata di quattro interfacce Ethernet, ideale quindi per lo sviluppo di appliance collegate in rete, che garantisce prestazioni Gigabit Ethernet. La scheda mette inoltre a disposizione un connettore per schede che supporta PCIex4 (ovvero con 4 canali dati) per espansioni specifiche. Netboard A10 rappresenta una scelta ottimale per lo sviluppo di appliance "intelligenti" connesse in rete che devono essere programmate in maniera flessibile.

Soluzioni a livello di sistema

Deciso propone anche soluzioni di networking "intelligenti" basate sui SoC G-Series di Amd offerte sotto forma di sistemi rack di tipo plug-in finiti. Le elevate prestazioni di elaborazione della Gpu, utilizzabili anche attraverso OpenCL (il primo standard di programmazione aperto e royalty-free in grado di accelerare l'elaborazione su sistemi eterogenei) per lo sviluppo di appliance basate su GPGpu (General Purpose computing on Graphic Processing Unit), consentono a questa soluzione di effettuare l'elaborazione parallela di grandi quantità di dati garantendo nel contempo un ridotto consumo di energia (per codificare/decodificare dati o per l'ispezione dei pacchetti). Una soluzione di questo tipo può essere utilizzata in applicazioni quali IP-Pbx, Firewall/Utm o stazioni per il bilanciamento del carico. Anche Ibase propone un box-Pc di tipo "application ready" equipaggiato con i SoC G-Series di Amd. Il signature Book SI-22 è stato ottimizzato per l'utilizzo come lettore per digital signage, ponendo quindi particolare attenzione ai requisiti di questo mercato. SI-22 supporta una risoluzione di 1080p (Full HD) e mette a disposizioni due connessioni Hdmi per soddisfare le richieste di applicazioni quali diffusione di più contenuti multimediali digitali in sistemi informativi e pubblicitari come manifesti elettronici, segnaletica stradale elettronica, pubblicità digitale nei negozi, cartellonistica digitale esterna o proiezioni su schermi di ampie dimensioni. Allo stesso modo, SEM-6335 è una soluzione introdotta da Aewin per soddisfare i requisiti delle applicazioni di elaborazione in ambito industriale. Questo Sbc è dotato di interfacce seriali ed è in grado di supportare connessioni con reti wireless attraverso uno slot Mini-PCIe. Completano la dotazione una porta Hdmi (2560x2948), due porte Usb 2.0 e due Usb 3.0. Da questa breve panoramica si può vedere come, poco tempo dopo l'introduzione sul mercato, sono state realizzate numerosissime schede e sistemi equipaggiati con questi nuovi SoC in architettura x86 e il loro numero è destinato certamente ad aumentare considerevolmente nel breve termine
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