СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 7/2016

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 58 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 7 2016 Thin Mini-ITX: высокая производительность тонкой конструкции На сегодняшний день на рынке представлено множество коммерческих материнских плат, ориентированных на процессоры Intel ® Core™ 6-го поколения (кодовое наименование Skylake). Однако они непригодны к эксплуатации в жёстких промышленных условиях и в среде Интернета вещей (IoT). Материнские платы промышленного исполнения Thin Mini-ITX фирмы congatec не только выигрывают по габаритным параметрам, но и ориентированы именно на вышеуказанные применения. Юрген Юнгбауер, congatec AG Материнские платы промышленно- го исполнения, устанавливаемые в про- мышленных корпусных ПК (box PC), панельных ПК или системах класса «всё-в-одном», как правило, оснащают- ся высокопроизводительными встро- енными процессорами. Одной из глав- ных причин такого подхода является то, что OEM-производители постоян- но наращивают функциональность своих устройств, машин и оборудова- ния путём обновления программного обеспечения (ПО). Всё более мощное и насыщенное функциями ПО требу- ет применения высокопроизводитель- ных процессоров, поскольку речь идёт о реализации пользовательских графи- ческих интерфейсов с использовани- ем анимации, а также мультисенсор- ных экранов и технологии пальцевых жестов, упрощающих задачу управ- ления. «Привязка» к технологиям IoT, решениям для M2M (межмашинное вза- имодействие), приложениям техноло- гии Industry 4.0 стимулируют ориента- цию на процессоры ещё большей про- изводительности. Такие приложения требуют дополнительных возможно- стей по обработке данных и связи – в том числе для шифрования инфор- мации и антивирусной защиты. Плюс к этому эти приложения должны рас- полагать достаточной процессорной мощностью для высокочастотного обновления экранных изображений, поскольку речь идёт о графике со всё более высоким разрешением, а также об обеспечении независимой работы сразу нескольких дисплеев. Однако существуют жёсткие ограничения по интеграции процессорных платформ и, в частности, остро стоит проблема отвода тепла. В настоящее время воз- можна разработка имеющих приемле- мые цены безвентиляторных конструк- ций с расчётной мощностью по тепло- отводу (TDP) до примерно 15 Вт. В этом классе приборов сегодня лидирующие позиции занимают процессоры Intel ® Core™ 6-го поколения. Н ОВЫЕ ПРОЦЕССОРЫ I NTEL ® C ORE ™ По сути, процессоры 6-го поколе- ния являются «системой на кристал- ле» (SoC, System-on-Chip) и характери- зуются совершенно новой микроархи- тектурой (получившей наименование Skylake). По сравнению с процессо- рами 5-го поколения (кодовое назва- ние Broadwell), новая архитектура даёт 10-процентное увеличение общей производительности и 11-процент- ное повышение КПД эффективно- сти использования электроэнергии. Наряду с другими усовершенствова- ниями была оптимизирована струк- тура, соединяющая ядра ЦП, блок гра- фики и кэш-память последнего уровня (Last Level Cache – прежнее обозначе- ние кэш L3) через кольцевую шину. В модификациях U-SoC, которые рас- считаны на промышленные безвенти- ляторные конструкции с теплоотво- дом да 15 Вт, введены также контрол- леры для дисплея, накопителя и средств ввода-вывода. Ещё одной новой чертой для данного класса тепловой мощности является конфигурируемость по пара- метру TDP (configurable Thermal Design Power – cTDP), что позволяет «тонко» настраивать значения TDP в диапазо- не от 7,5 до 15 Вт. В свою очередь это даёт возможность соответствовать тре- бованиям теплового баланса. Рассматриваемые процессорыхарак- теризуются также применением новой технологии Intel ® Speed Shift, которая позволяет быстрее осуществлять пере- ключения между состояниями по уров- ням электропитания. Благодаря этому в некоторых применениях удаётся повы- сить производительность на 20–40%по сравнениюс процессорами Intel ® Core™ 5-го поколения. Еслиже повышение про- изводительности не требуется, то обе- спечивается соответственное сокраще- ние потребляемой мощности. О ПТИМИЗИРОВАННАЯ ГРАФИКА Дополнительно была увеличена про- изводительность оптимизированного под Windows 10 блока графики, кото- рый теперь интегрирован в новые 15-ваттные системы SoC (Intel ® 500 Graphics). Девятое поколение чипов графики Intel ® поддерживает функци- онирование до трёх независимых дис- плеев с разрешением класса 4K, работа- ющих на частоте 60 Гц и подключаемых через порт DisplayPort 1.2. Поддержива- ется также и интерфейс HDMI 1.4. Поддержка DirectX 12 обеспечивает ещё более быструю 3D-графику в опе- рационной системе Windows 10. Здесь же интегрирован дополнительный видеодвижок. Это позволяет кодировать и декодировать видеоинформацию, сжатую по стандартам HEVC и VDENC (видеокодеки VP8 и VP9), с минималь- ным «потреблением» вычислитель- ной мощности ЦП и соответственно с малым потреблением электроэнер- гии. В результате впервые стало возмож- ным реализовать с высокой энергоэф- фективностью видеопотоки высокой чёткости (HD) в обоих направлениях – снизу вверх и сверху вниз. Особого внимания заслуживают новые видеопроцессоры высшего класса – они предлагают интерфейс с камерой MIPI CS2 по двум видеовхо- дам. Благодаря поддержке открытого языка вычислений OpenCL 2.0 можно подключить 24 исполнительных бло- ка графики, что существенно разгру- зит центральный процессор в случае выполнения параллельных вычислений. ОЗУ DDR4 И СРЕДСТВА ВВОДА - ВЫВОДА Следующей новинкой является под- держка ОЗУ DDR4 (память с двойной