Embedded Plattformen mit 12. Gen Intel Core Prozessoren im Überblick

Der neue Ansatz hinter Intels 12th Gen-Core-Generation

Allerdings wird dabei leicht übersehen, dass der Wechsel auf eine neue Generation nicht nur bei den Spitzenmodellen Verbesserungen bringt, sondern über die gesamte Produktpalette hinweg. Und die ist groß: Die 12th Gen Intel Core-Familie umfasst insgesamt 60 Prozessoren mit mehr als 500 Partner-Designs. Die zugrundeliegende, neue Performance-Hybrid-Architektur liefert skalierbare Performance von 9 bis 125 Watt. Damit lässt sich jedes PC-Segment, von Ultrabooks über Desktop-PCs bis zu Edge-Anwendungen abdecken. Intels Roadmap zufolge werden erste Motherboards der Extended Lifecycle Series und der Industrial Series mit unterschiedlichen Chipsätzen im zweiten Quartal 2022 verfügbar sein. Weitere Varianten sollen unmittelbar danach folgen.

Interessant ist der mit der Performance-Hybrid-Architektur verfolgte, neue Ansatz. Die Performance-Hybrid-Architektur vereint einen Performance-Kern und einen Effizienz-Kern (P-Kern und E-Kern. Der Performance-Kern stellt bei rechenintensiven Anwendungen hohe Single-Thread-Leistung und Reaktionsschnelligkeit bereit. Der Effizienz-Kern liefert Multithread-Leistung für Anwendungen, die parallel laufen können. Zudem übernimmt er Hintergrundaufgaben, was das Multitasking verbessert. Die Leistung lässt sich in Abhängigkeit von der jeweiligen Aufgabe anpassen.

DDR5-Unterstützung und GPU-Architektur Intel Iris Xe

Ebenfalls allen 12th Gen Intel-CPUs gemeinsam ist die Unterstützung für neue Grafikkarten und Datenspeicher. Beide profitieren von höherem Datendurchsatz mit PCIe 5.0 (bis zu 16 Lanes) sowie höherer Zugriffsgeschwindigkeit und Bandbreite mit DDR5-Speicher. Die mit Alderlake erstmals unterstützte, neue Speichergeneration lohnt sich aktuell vor allem für Anwendungen, die hohe Speicherbandbreite benötigen. Außerdem sind bei DDR4 keine großen Optimierungen mehr zu erwarten. DDR5 steht dagegen noch ganz am Anfang: Laut JEDEC-Spezifikation liegen etwa die Geschwindigkeiten derzeit zwischen 4800 und 6400 MT/s und sind Steigerungen um 400 MT/s jährlich vorgesehen. Bei DDR4 sind es maximal 3200 MT/s. Außerdem ermöglicht die DDR5-Architektur DRAM-Dichten von bis zu 64 Gbit pro Single-Die-Paket, wodurch pro Speicherriegel eine Kapazität von 128 GByte möglich ist -viermal so viel wie DDR4. Eine weitere interessante Neuerung: Mit 1,1 Volt ist die anliegende Spannung nur 0,1 V niedriger als bei DDR4, allerdings steuert nun das Speichermodul selbst die Stromversorgung, nicht mehr das Mainboard. Dadurch wird das Energiemanagement deutlich effizienter.

Die GPU-Architektur Intel Iris Xe sorgt zudem für höhere Geschwindigkeit und mehr Leistung. Gleichzeitig ist sie energiesparend und lässt sich neben der Bildverarbeitung auch für Machine Learning nutzen.

Neue Möglichkeiten für Embedded-Plattformen

Nur kurz nach der Ankündigung der 12th Gen Intel Core-Architektur haben auch die führenden Anbieter von Boards und Modulen ihre Pläne in Bezug auf die neuen Prozessoren angekündigt. Sie machen die neuen Möglichkeiten in Embedded-Plattformen nutzbar. Wie nach der Produktvorstellung zu erwarten, geht es dabei vor allem um anspruchsvolle Applikationen. Hier besteht allerdings auch hoher Bedarf, denn künstliche Intelligenz für effiziente Edge-Applikationen, schnelle und zuverlässig Bilderkennung und Bildanalyse oder sogar die Auswertung von Videodaten sind immer öfter Teil von Projekten in Produktionsumgebungen oder IoT-Szenarien. Und im Vergleich zur vorherigen Generation ermöglichen die neue CPUs IoT Anwendungen mit deutlich höherer Single- und Multi-Thread-Leistung.

Eine weitere wesentliche Neuerung ist die Unterstützung von Time Sensitive Networking (TSN). Damit eigenen sich die CPUs nun auch für Echtzeit-Anwendungen. Denn damit eine getaktete Ende-zu-Ende-Verschlüsselung von Kommunikationsströmen mit festen Zeitobergrenzen funktioniert, müssen alle beteiligten Komponenten Zeit messen können. Das ist insbesondere bei Steuerungsfunktionen unverzichtbar, etwa in der industriellen Automatisierung.

Dass diese Möglichkeiten nachgefragt werden, erlebt Aaronn Electronic in den Gesprächen mit den Kunden täglich. Immer häufiger ist dabei die Kamera „lediglich ein weiterer Sensor“, der Informationen zur Steuerung und Optimierung des Gesamtsystems liefert. Und umso besser und schneller diese Datenmengen direkt vor Ort ausgewertet werden können, umso vielfältiger sind die sich daraus ergebenden Möglichkeiten. Bei der Nutzung dieser Möglichkeiten unterstützt Aaronn seine Kunden – auch in kleinen Projekten – gerne mit Erfahrung, Know-how und Support rund um die individuelle Anpassung. Im Vordergrund steht dabei immer der Bedarf der Kunden, der sich mit Hardware unterschiedlicher Anbieter optimal erfüllen lässt.

Durch seine engen Beziehungen zu führenden Anbietern kann Aaronn hier herstellerunabhängig den jeweils bestmöglichen Ansatz vorschlagen – auch in Abhängigkeit von der aktuellen Verfügbarkeit. In Zeiten von massiver Bauteilknappheit ist das ein wichtiger Vorteil, den der Systemintegrator Aaronn seinen Kunden bietet.

Boards und Module mit 12th-Gen-CPU im Überblick

Der folgende Überblick fasst für Embedded-Plattformen interessante Boards und Module mit Intel 12th-Gen-CPUs zusammen.

Advantech hat im Januar Plattformen für die Alder-Lake-CPUs angekündigt. Bereits gelauncht sind das Micro-ATX-Board AIMB-588 und das COM HPC Client Size C Modul SOM-C350. Das AIMB-588 nimmt Desktop-Prozessoren auf, bietet einen PCIe 5.0 x16-Slot und unterstützt bis zu 128 GByte DDR5-Speicher. Das SOM-C350 ist ebenfalls für 12th Gen-Desktop-Prozessoren ausgelegt, bietet aber zusätzlich Platz für Dual-Channel DDR5-4800 SO-DIMM mit bis zu 128 GByte und eine Vielzahl an Schnittstellen, darunter viermal USB 3.2, zweimal 2,5 Gigabit-Ethernet sowie PCIe 5, 4 und 3. Für Sicherheit sorgt das integrierte TPM 2.0 (Trusted Platform Module).

Im Laufe der nächsten Monate kommen von Advantech zudem mit dem EPC-B5588 ein Embedded-System mit 4 Höheneinheiten sowie der 4-Zoll-SBC MIO-4370. Sie sind mit jeweils vier Gigabit-Ethernet-Ports für die GPU-Anbindung für besonders grafikintensive Anwendungen gedacht. Hohe Leistung auf wenig Platz versprechen die angekündigten Modelle AIMB-288 (ein Mini-ITX-Board) und das schlanke Kompaktsystem EPC-T4288. Beide sind für 12th Gen Desktop-CPUs ausgelegt und werden GPU-Anbindung via Mobile PCI Express Module (MXM GPU) bieten

Kontron hat bereits angekündigt, seine aktuellen Mini-ITX-, µATX- und ATX-Motherboards mit den neuen Intel-Prozessoren zu aktualisieren. Außerdem wird Kontron Intels aktuelle Prozessorserie für seine kommende COM HPC/Client-Plattform (Size C – 160 x 120mm) nutzen. Mit der darf Ende des zweiten Quartals 2022 gerechnet werden. Sie wird bis zu 512 GByte DDR5 über 4x SODIMMs unterstützen.

ADLINK hat ebenfalls bereits zwei auf 12th Gen Core-Prozessoren basierende Computer-on-Modules (COM) mit unterschiedlichen Formfaktoren vorgestellt: ein COM HPC/Client-Modul und ein COM Express Type-6-Modul. Auch hier ermöglicht Intel Iris Xe Architektur Display-Virtualisierung und den Anschluss von bis zu vier unabhängigen 4K-Displays. Beide Module von Adlink lassen sich mit bis zu 64 GByte DDR5-Speicher und einer NVMe-SSD ausrüsten. Sie bieten 16x PCIe Gen4 und 5x PCIe Gen3, 2,5 Gigabit-Ethernet, zwei SATA-Anschlüsse und jeweils viermal USB 3.x und USB 2.0.

Mit dem Produktnamen „Orion“ und der früheren Produktbezeichnung CHPC-D80-CSA hat SECO ein COM HPC Client-Modul (Size A – 120 x 95 mm) vorgestellt. Auch hier sind in zwei Slots bis zu 64 GByte DDR5-Memory möglich und lassen sich zwei externe SATA-Laufwerke anschließen. Neben den von den anderen Boards bekannten Schnittstellen sind hier auch zwei serielle Schnittstellen vorhanden. Auch Wi-Fi 6 wird unterstützt.

Die Auswahl ist also schon jetzt groß – und wird in den kommenden Monaten noch größer. Mit Echtzeit-Fähigkeiten, AI-Unterstützung, hoher Rechenleistung und Unterstützung für Wi-Fi-6 sowie der Gewissheit, moderne Peripheriegeräte langfristig über leistungsfähige Schnittstellen anbinden zu können, eröffnen die Boards und Module mit Intel Alderlake zahlreiche neue Möglichkeiten. Dies gilt nicht nur, aber auch für Prozesse, in denen Bild-, Audio und Videoverarbeitung gefragt ist.