Intel apresenta novos processadores industriais de 10 nm: do Atom x6000E ao Core i7 Tiger Lake

No Intel Industrial Summit, a empresa apresentou novas soluções para computação de ponta e sistemas industriais: a plataforma Atom x6000E, bem como novos processadores Pentium e Celeron série N / J e versões industriais da 11ª geração Core i3 / i5 / i7 conhecido como Tiger Lake. Para o x6000E, Pentium e Celeron, o clássico “antigo” 10 nm é usado, enquanto os cristais Tiger Lake são produzidos usando o “novo” 10 nm, o chamado SuperFIN.

A plataforma Intel Atom x6000E (Elkhart Lake) é versátil e permite resolver uma ampla variedade de tarefas. Pode ser usado em manufatura e energia, em sistemas de controle de cidades inteligentes, em saúde e medicina, e em muitos outros setores onde o processamento de fluxos de dados de entrada bastante graves em tempo real é necessário. Ao mesmo tempo, a plataforma atende aos mais rigorosos requisitos de segurança.

Em comparação com os processadores Atom anteriores de finalidade semelhante na série x6000E, o desempenho de thread único é 1.7x, 1.5x multi-threaded e o desempenho gráfico é dobrado. Para maior precisão de tempo, os novos produtos suportam as tecnologias Intel Time Coordinated Computing (TCC) e Time-Sensitive Networking (TSN).

Como convém a um SoC moderno para computação periférica, o x6000E contém blocos de aceleradores critográficos, e para a IoT há um microcontrolador ARM Cortex-M7 integrado, responsável por executar o Intel Programmable Services Engine (Intel PSE). Ele funciona independentemente do resto dos blocos e fornece a capacidade de controlar remotamente o SoC, lidar com E / S de baixa velocidade de vários sensores, iniciar aplicativos em tempo real e sincronização. Há também segurança de TI puramente de hardware, coletivamente conhecida como Intel Safety Island.

Além disso, para garantir a confiabilidade, uma ampla gama de ferramentas de monitoramento e controle remoto foi implementada, tanto no modo in-band como fora-da-banda. Ligar, desligar, redefinir e reinicializar pode ser executado mesmo se o sistema como um todo não estiver respondendo. Os modelos Atom x6427FE e x6200FE cumprem as normas de segurança funcional IEC 61508 e ISO 13849, possuem a devida certificação, para que possam ser utilizados em sistemas de suporte de vida, em complexos de controle de usina nuclear ou refinaria de petróleo.

Intel Atom x6000E series inclui processadores com dois ou quatro núcleos, sua faixa de frequência é de 1,0 a 1,9 GHz, no modo turbo, a frequência pode aumentar temporariamente para 3,0 GHz. Pentium / Celeron baseado em núcleos Tiger Lake (11ª geração) têm fórmulas de frequência semelhantes. O controlador de memória pode operar com LPDDR4x (4×32 bits, 4267Mt / s máximo, 16GB @ 3200MHz, até 64GB no total) ou DDR4 (2x64bits, 3200Mt / s, 32GB no máximo, até 64 no total GB), há suporte ECC em banda para módulos regulares sem ECC. O tamanho do cache é de 1 MB para o modelo mais novo, em todos os outros casos é igual a 1,5 MB.

Alinhado aos modernos requisitos gráficos, o novo Atom suporta a conexão de até três monitores independentes com resolução de 4K a 60 Hz, para isso existem interfaces Display Port 1.3 e HDMI 2.0b. Ele também suporta a conexão de telas via eDP ou MIPI DSI. O próprio mecanismo Intel UHD Graphics pode ser configurado com 16 ou 32 unidades de execução operando em uma frequência de até 400 MHz e no modo turbo – até 800 MHz. Eles suportam vários modos de computação para funcionar como um sistema de inferência. Os novos SoCs da Intel são feitos em um único pacote FCBGA1493, no entanto, dois cristais estão escondidos sob a capa – um computador e um PCH.

Processadores mais potentes com núcleos Tiger Lake também possuem gráficos muito mais potentes, é representado por blocos Iris Xe, dos quais pode haver até 96 no chip, além disso, a nova arquitetura gráfica é mais adequada para sistemas de tomada de decisão (inferência) e tarefas de visão de máquina. Esse subsistema gráfico pode processar simultaneamente até 40 streams de vídeo no formato 1080p a 30 frames por segundo e produzir quatro streams de 4K ou dois, mas já em 8K.

Essas capacidades permitem que o Tiger Lake seja usado em sistemas que requerem operação determinística, estritamente cronometrada, ou em sistemas de visão de máquina flexíveis com componentes de IA. A segurança é facilitada pela capacidade de criptografar totalmente o conteúdo da RAM.

Os recursos de comunicação dos novos processadores industriais da Intel também atendem aos requisitos da época: os novos SoCs carregam três controladores MAC a bordo, capazes de operar a velocidades de 2,5 Gb / s, e em modelos com suporte TSN, o modo em tempo real é fornecido com atrasos mínimos. Além disso, a comunicação “com o mundo exterior” ocorre através de 8 pistas PCI Express 3.0, quatro portas USB 3.1 e 10 portas USB 2.0. Existem duas portas para conectar unidades flash UFS 2.0. A plataforma de referência Intel também suporta UART e JTAG (conector MIPI-60).

O Tiger Lake mais poderoso da série i3 / i5 / i7 tem recursos ligeiramente diferentes: há dois MACs integrados, um dos quais opera no modo 1GbE, o outro suporta 2,5 GbE, em alguns modelos é complementado com suporte para Rede Sensível ao Tempo. A conexão do controlador de rede discreta I225LM / IT é suportada. Já na parte wireless, há suporte para Wi-Fi com velocidades de até 1,73 Gb / s, além de Bluetooth 5.0. Para expandir as capacidades de inferência, é possível conectar um acelerador Intel adicional da série Movidius. PCIe 4.0 (quatro pistas) e Thunderbolt / USB 4 (quatro portas) também estão implementados.

As embalagens térmicas são bastante modestas: de 4,5 a 12 watts para o Atom, até 28 watts para o Tiger Lake. Um processo técnico aprimorado permite que o último seja significativamente mais rápido do que gerações Core 8 semelhantes, dependendo da natureza da carga, é até 23% (single-threaded) ou até 19% (multi-threaded), e o subsistema gráfico é quase três vezes mais rápido devido à nova arquitetura.

Os novos processadores têm uma ampla variedade de suporte de software. Em primeiro lugar, são, é claro, o Microsoft Windows 10 IoT Enterprise e o Yocto Project Linux, desenvolvido pela comunidade Yocto em cooperação com a Intel. Ele também suporta a execução de Ubuntu, Wind River Linux LTS e Android 10 (apenas 64 bits). Tiger Lake também afirma compatibilidade com Wind River VxWorks.

O bootloader pode ser um BIOS / UEFI regular ou aberto Intel Slim Bootloader e coreboot. A parte de segurança e tempo real é fornecida pelo Zephyr RTOS, também de código aberto. Os parceiros da Intel responsáveis ​​pelo código BIOS incluem American Metatrends, Thundersoft, Byosoft, Insyde e Phoenix.

Para criar software, a empresa oferece um kit de desenvolvedor estendido: ferramentas para implementação de computação coordenada por tempo, Intel Media SDK, conjunto Intel para OpenVINO, Intel System Studio e Intel Context Sensing SDK. A Intel entende a importância do mercado de computação de ponta, que, aparentemente, é o futuro da indústria: qualquer tarefa de produção inevitavelmente gerará fluxos de dados sérios e exigirá latência mínima do sistema de controle. É por isso que a computação periférica, que inclui os novos processadores Intel, é tão importante. Sem surpresa, a empresa está se concentrando muito nos recursos de hardware e nos componentes de software da nova plataforma.