СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №9/2016

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 43 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2016 дыдущими поколениями, процессоры Skylake предлагают увеличенную про- изводительность при той же величине расчётной тепловой мощности (TDP). Разброс TDP в рамках каждой серии остался таким же, как и у предыдуще- го поколения: как было сказано в пер- вой части статьи, для пользовательских процессоров – от 4,5 до 91 Вт, для про- мышленных – от 15 до 65 Вт (у сер- верных до 80 Вт). Кроме того, высоко- скоростная память DDR4 отличается от DDR3 пониженным напряжением питания (1,2 В вместо 1,5 В), что вно- сит дополнительный вклад в энерго- эффективность платформы на базе Skylake. Таким образом, ключевая осо- бенность новых платформ – высокая удельная производительность на ватт потребляемой мощности – расширяет область применения компактных без- вентиляторных систем, отличающихся высокой надёжностью благодаря гер- метичному корпусу и отсутствию дви- жущихся частей (при условии исполь- зования твердотельного накопителя) и потому особенно востребованных в области промышленных решений. Ещё одно новшество микроархи- тектуры Skylake – высокопроизводи- тельная интегрированная графика, работающая с изображением форма- та UltraHD/4K (причём при минималь- ном энергопотреблении), – на практи- ке даёт возможность обходиться без установки видеокарты для большин- ства прикладных задач. Как показы- вают тесты новых платформ, исполь- зование дискретной графики не даёт ощутимого прироста мультимедийной производительности. Излишне гово- рить, что решение без дополнительной платы становится более экономичным, компактным и надёжным. Интереснее другое: для промышленной автомати- зации широкие мультимедийные воз- можности, встроенные в процессор, означают возможность реализации функций управления и визуализации технологического процесса в одном узле – в полном соответствии с миро- вым трендом консолидации вычисли- тельных платформ для промышленно- го применения. Поддержка чипсетами нового поко- ления до 26 высокоскоростных пор- тов ввода-вывода (SATA III, USB 3.0/2.0, PCIe 3.0) даёт возможность значитель- ного расширения функциональности промышленных материнских плат раз- личных форматов и встраиваемых ком- пьютеров. Несколько слов об оперативной памяти, объём которой у платформ на базе Skylake увеличился вдвое. На первый взгляд может показаться, что величина 64 ГБ избыточна. Однако есть задачи, для которых этот объём может быть эффективно использо- ван. Во-первых, это работа ресурсо- ёмких приложений, таких как пакеты обработки 3D-графики или оператив- ного анализа больших объёмов данных. Во-вторых, это использование в систе- ме плат высокоскоростного сбора дан- ных – дигитайзеров с функцией прямо- го доступа к памяти [5], которые произ- водят компании Spectrum, Adlink, и др. Кроме того, существует технология RAMdrive, реализованная в специаль- ной утилите или встроенная в опера- ционную систему, которая позволяет использовать часть оперативной памя- ти как накопитель с непревзойдённой скоростью доступа к данным. С помо- щью этой технологии небольшое поль- зовательское приложение может быть полностью скопировано в оператив- ную память. Таким образом, в системе появляется «виртуальный диск», объём которого уже сопоставим с небольшим SSD-накопителем, а скорость доступа к нему – на порядок выше. Другая эффективная технология, для которой справедлив подход «чем больше, тем лучше» как по отношению к производительности процессора, так и к объёму памяти – это виртуализация на уровне вычислительных ресурсов. Стек технологий виртуализации при- шёл на промышленный рынок с рынка коммерческих вычислительных систем, и уже начал применяться в сфере авто- матизации. В частности, виртуализация для встраиваемых систем имеет множе- ство реализаций, в которых в рамках одной аппаратной платформы сосу- ществуют две или более операционные системы, позволяя получить преимуще- ства каждой из них. Один из подходов состоит в том, чтобы успешно совме- щать запуск Microsoft Windows и опера- ционной системы реального времени (RTOS) на одной платформе [6]. Универсальность микроархитектуры Skylake и её применимость для самых разных систем (от планшета до серве- ра) заключается не только в широком ассортименте процессоров, но и в том, что новые процессоры ориентированы на оптимизированную работу с новей- шей операционной системой Microsoft Windows 10, и её версией для встраивае- мых систем –Windows 10 IoT Enterprise. Концепция новой ОС предполагает, в частности, возможность разработ- ки мультиплатформенных приложе- ний UWP. Разработчики, использую- щие компонент Windows UWP, могут создавать универсальные приложе- ния, которые способны работать на раз- личных типах устройств: настольных и мобильных компьютерах, планшетах и смартфонах. Использование единой базы программного кода для различ- ных платформ позволяет сохранить инвестиции в разработку программ- ных продуктов. И хотя первыми эти преимущества почувствуют разработ- чики потребительских решений, тен- денция к профессиональному примене- ниюмобильных устройств и растущий интерес к технологиям промышлен- ного Интернета вещей (IIoT) [7] зало- жат основу для использования мульти- платформенных приложений и в сфере промышленной автоматизации. П РИМЕРЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПЛАТ И СИСТЕМ НА БАЗЕ S KYLAKE За последний год многие партнёры Intel разработали и запустили в серий- ное производство материнские платы и компьютеры на основе новых про- цессоров и чипсетов. Причём не только для коммерческого, но и для промыш- ленного рынка. Познакомимся ближе с новыми пла- тами промышленного класса наибо- лее востребованных форм-факторов. В качестве примера рассмотрим про- дукцию компании iBASE, ассоции- рованного члена Intel IoT Solutions Alliance (сообщества ведущих мировых производителей встраиваемых систем). Этот производитель одним из первых представил на рынке промышленные решения на базе архитектуры Skylake. Начнём с платы классического фор- мата ATX с максимальнойфункциональ- ностью. Материнская плата MB990VF (см. рис. 1) разработана на базе чип- сета Q170, оснащена сокетом LGA1151 и поддерживает все модели процессо- ров 6 поколения S-серии, кроме про- цессоров семейства Xeon. Особенность этой платы – наличие помимо слотов расширения на шине PCI Express трёх слотов PCI. Благодаря тому что процес- соры Skylake способны работать с тре- мя независимыми видеовыходами высо- кого разрешения, плата может быть использована, например, для постро- ения станции операторского контро- ля. Все видеовыходы платы (HDMI 2.0,