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Les standards PCIe Gen5 et DDR5 y sont introduits, et une puissance maximale allant jusqu’à 200 W (TDP) est désormais possible, créant une toute nouvelle classe de performances. De plus, les processeurs de 12e et 13e génération d’Intel ("Alder Lake" et "Raptor Lake") établissent de nouvelles normes en termes d’efficacité, de calcul et de performances graphiques sur le marché de l’embarqué.

Depuis plusieurs décennies, les SOM (Systemon- Modules) standardisés sont un moyen simple et économique de concevoir des systèmes matures et fiables dans des délais très courts. Les clients bénéficient du savoir-faire du fournisseur de modules dans le développement et la production de systèmes très complexes et de nouvelles technologies telles que la mémoire DDR5. Ils peuvent alors se concentrer sur leurs propres besoins périphériques et les mettre en oeuvre sur leurs propres cartes porteuses. Ainsi, les compétences en solutions restent en interne ; et la technologie de processeur en évolution rapide est standardisée, c’est-à-dire achetée de manière interchangeable. Cela s’est avéré particulièrement utile dans les systèmes embarqués industriels, où les quantités élevées requises pour développer des systèmes informatiques personnalisés pour couvrir les coûts ne sont pas toujours atteintes. Avec les systèmes de CAO d’aujourd’hui, le fournisseur de modules peut alors facilement dériver des solutions spéciales à carte unique, même pour de plus grandes quantités.

Limites des normes de module précédentes

Les normes précédentes dans le domaine des performances supérieures telles que COM Express sont relativement anciennes et limitées en termes de performances maximales. Les connecteurs carte à carte actuellement utilisés sont un problème ici, car ils sont limités à la fois en termes de nombre de broches et de leur adéquation aux débits de données les plus élevés selon les normes actuelles. La norme SOM la plus courante aujourd’hui, COM Express, a plus de 10 ans. Même la dernière version, la 3.0, a plus de cinq ans. Les nouveaux processeurs et normes d’interface tels que PCIe Gen4 et Gen5 permettent plus de performances d’une part et une bande passante nettement plus élevée d’autre part. Cependant, à l’ère des systèmes de périphérie et de brouillard, les exigences en matière de bande passante et de débit ont considérablement augmenté pour de nombreuses applications.

COM HPC d’Advantech

Avec COM HPC, des processeurs plus performants, ainsi que des interfaces et des composants de mémoire plus nombreux et plus rapides, peuvent désormais être utilisés dans les SOM avec la norme SOM précédemment dominante, COM Express.

Avec une taille de carte de 120 x 160 mm² (taille C), une puissance d’entrée maximale de 251 W est possible. Cela correspond à une puissance thermique du processeur (TDP) allant jusqu’à environ 150 W selon le système de refroidissement et l’application.

Les 12e et 13e générations de processeurs de bureau, Intel i-Series, également connus sous le nom d’Alder Lake-S et Raptor Lake-S, ouvrent un nouveau monde en termes d’efficacité énergétique et de débit.

Avec cette génération de processeurs, Intel introduit une approche de processeur hybride pour la première fois dans le monde X86. Ce qui a longtemps été la norme dans le monde Arm, à savoir la division des coeurs de processeur en coeurs optimisés pour la performance ("Performance Cores") d’une part et pour une économie d’énergie extrême ("Efficient Cores") d’autre part, a maintenant enfin trouvé son chemin dans le monde X86. Le résultat ? Une efficacité supérieure est obtenue par rapport aux solutions multi coeurs avec des coeurs de processeur uniformes.

D’autres innovations importantes incluent la prise en charge de la RAM DDR5 ultra-rapide et du PCIe Gen5. Entre autres choses, le premier assure des performances encore plus élevées des graphiques intégrés et le second un débit de données nettement plus élevé et des connexions périphériques plus rapides. Les processeurs de bureau des deux familles sont compatibles avec les broches. Les processeurs de la 13e génération se caractérisent par des fréquences d’horloge maximales plus élevées, des caches L2 et L3 plus grands et un plus grand nombre de processeurs L avec une consommation d’énergie comparable. Cela signifie que les performances maximales et spécifiques par watt sont nettement supérieures à celles des processeurs de 12e génération.

La plate-forme modulaire COM-HPC ("Elaborée for PCI Gen5") garantit que ces caractéristiques de performance des processeurs peuvent également être implémentées efficacement et sans restriction dans une implémentation de carte spécifique. Pour cela, non seulement de nouveaux connecteurs B2B performants optimisés pour les débits de données les plus élevés ont été développés ; le nombre de broches par connecteur a également presque doublé par rapport à COM Express, avec 400 au lieu de 220. De ce fait, même la version "client" de la nouvelle norme, optimisée pour le support graphique, offre à la fois plus de données plus rapidement et nettement plus lignes ("voies") (Fig. 1). En tant que membre de longue date du groupe de normalisation PICMG, Advantech a été impliqué dans le développement de la norme COM-HPC dès le début et a apporté un grand savoir-faire.

Le module client COM-HPC SOM-C350 en détail

Équipé des processeurs hybrides extrêmement puissants et efficaces de la série Intel Alder Lake-S, le SOMC350 est idéal pour les applications embarquées qui nécessitent des performances élevées, un débit élevé et des graphiques intégrés puissants. Les applications possibles sont les stations de test et de contrôle, l’automatisation et la robotique, le médical avec traitement d’images, mais aussi la signalisation numérique et toutes sortes d’applications vidéo, en particulier lorsqu’une large bande passante d’E/S et/ou une connexion rapide au-delà de 10 GT/s est requise.

Le grand nombre de processeurs proposés dans cette famille et une large gamme d’options d’assemblage permettent une mise à l’échelle parfaite pour l’application respective. En raison de la conception du processeur enfichable, les mises à niveau ne sont pas seulement possibles par échange de module, mais également par échange pur de processeur. La carte graphique intégrée, dont les performances ont encore été améliorées par rapport à la version précédente, prend en charge un à quatre écrans indépendants avec une résolution graphique jusqu’à 4k ou un écran avec une résolution graphique jusqu’à 8k via deux ports DDI et 1 port eDP.

Les autres fonctionnalités incluent :

 Jusqu’à 24 noyaux (Alder Lake : 16) et 32 fils (Alder Lake : 24) ;

 Pont Intel 680E pour les périphériques ;

 Jusqu’à 128 Go de mémoire SODIMM DDR5 double canal ultra-rapide (avec ou sans ECC) sur 4 bancs UDIMM ;

 PCIe 4 et 5, USB 3.2 Gen 2x2 ;

 16 voies PCIe Gen5 + 16 voies PCIe Gen4 + 10 PCIe Gen3, USB 3.2x2 ;

 Prise en charge d’iManager, des API logicielles intégrées et de WISE-DeviceOn.

La sécurité d’une grande marque

Advantech a été impliqué dans le développement de la norme COM-HPC depuis le début et possède des décennies d’expérience dans le développement de systèmes embarqués. Depuis presque aussi longtemps, Advantech est un partenaire privilégié d’Intel avec un accès le plus précoce aux nouveaux produits et développements.

Mais ce qui distingue clairement Advantech, c’est qu’elle dispose également depuis des décennies de ses propres capacités de fabrication hautement qualifiées et réparties dans le monde entier. Advantech peut ainsi bénéficier d’une riche expérience et de certifications dans un large éventail d’industries : télécommunications et haute disponibilité, médical et haute qualité, militaire et haute robustesse, produits de masse et grandes quantités.

La taille même de l’entreprise et la bonne mise en réseau entre les sites de production facilitent énormément la logistique en période de pénurie de composants avec disponibilité ou accès aux composants critiques. Les clients bénéficient de ressources de développement locales et de capacités de soutien nationales. En tant que partenaire, Advantech minimise les risques qui existent toujours lors de l’introduction de nouvelles générations technologiques.

À l’épreuve du temps grâce au concept SOM modulaire et à la technologie la plus récente

Une approche modulaire standardisée telle que COMHPC permet une large évolutivité et des augmentations ultérieures faciles des performances des systèmes existants en remplaçant simplement le module dès que de nouveaux processeurs sont disponibles. La combinaison de COM-HPC avec les nouveaux processeurs Alder Lake offre déjà un bond significatif en termes de performances et est entièrement compatible PCIe Gen5.

L’extension du concept de module éprouvé au secteur de l’informatique haute performance permet désormais aux clients les plus exigeants en termes de performances et de bande passante de bénéficier des avantages du concept de module. Ce sont des délais de mise sur le marché nettement plus courts ainsi que la minimisation des risques de développement, notamment en lien avec un partenaire expérimenté et présent localement comme Advantech.

Bien sûr, Advantech propose un support de développement local pour le SOM-C350 selon les besoins. La conception robuste et les variantes avec une plage de température étendue de -40 à +85 degrés Celsius permettent une utilisation même dans des environnements difficiles.

En bref : le futur a déjà commencé, et de nouveaux mondes sont déjà à portée de main grâce à Advantech.

https://www.advantech.com/