Schwerpunkte

Computermodule mit AMD-Prozessoren

Acht Kerne für das Edge

10. Februar 2021, 10:30 Uhr   |  Autor: Zeljko Loncaric | Redaktion: Tobias Schlichtmeier


Fortsetzung des Artikels von Teil 1 .

Optimierte Schnittstellen

Bei den Schnittstellen hat AMD etliches optimiert und die I/Os auf die Anforderungen leistungsstarker Edge-Systeme und Industrie-PCs (IPCs) ausgebaut. So unterstützen die V2000-Prozessoren 20 PCI-Express-Lanes der dritten Generation. Das sind acht mehr als bei der V1000-Serie, die es mit vier zusätzlichen PCIe Lanes auf lediglich 16 Lanes brachte. Außerdem ermöglichen die V2000-Prozessoren eine vollständige USB-C-Implementierung. Zwei der insgesamt vier USB-3.1-Gen-2-fähigen USB-Ports mit 10 Gbit/s unterstützen zusätzlich die USB-Modi »Power Delivery« und »Alt-DP« mit DisplayPort-1.4-Signalen. Weiterhin führen die neuen SoCs vierfach USB 2.0 aus. Für Datenspeicher stehen bis zu zweifach SATA-Ports bereit. Besser ist es jedoch, wenn Anwender Speichermedien über das NVMe-Interface anbinden, das mit vierfach PCIe deutlich mehr Bandbreite bietet. Zudem unterstützen die SoCs Legacy UART, I2C, SMBus, SPI und GPIOs.

Sicher ist sicher

Die V2000-Prozessoren bieten Kunden zu den verbesserten Leistungsdaten und der hohen Effizienz zudem umfangreiche Sicherheitsfunktionen für Schutz vor unbefugtem Zugriff auf Speicher oder Software. Ähnlich wie die V1000- und R1000-Serie unterstützt der V2000 Memory Guard eine Reihe von Sicherheitsfunktionen. Hierzu zählen unter anderem:

  • Secure Memory Encryption zum Verschlüsseln des Arbeitsspeichers. Sie verhindert, dass physische Angreifer vertrauliche Daten aus dem Speicher lesen und hilft bei der Abwehr von Kaltstartangriffen.
  • Secure Boot schützt den Bootvorgang, damit keine unautorisierte Software oder Malware wichtige Systemfunktionen übernehmen kann.
  • UEFI Secure Boot verhindert, dass schädlicher Code oder unautorisierte Software beim Systemstart geladen wird.

Damit die En- und Decodierung verschlüsselter Daten die Leistung nicht
beeinflusst, unterstützen die V2000-Prozessoren AES-NI für ein Hardware-beschleunigtes Ver- und Entschlüsseln von AES-codierten Daten. Mit Zen 2 erhalten AMD-Prozessoren da­­rüber hinaus einen Hardware-basierten Schutz vor den bekannten Spectre und Spectre V4 Exploits. OEMs und Anwender müssen sich somit nicht mehr auf Firmware- oder OS-basierte Sicherheitsmechanismen verlassen.

COM-Express-Modul
© Congatec

Bild 3. Congatec macht mit der Ryzen-V2000- Serie von AMD das erste COM-Express-Modul mit Octacore-Prozessor verfügbar.

COM-Express-Compact-Module

AMD hat die neue Serie in vier Prozessorvarianten gelauncht, die Congatec alle auf dem »conga-TCV2« COM-Express-Compact-Modul mit Typ 6 Pinout verfügbar macht (Bild 3).

Die Module verfügen über 4 MB L2-Cache, 8 MB L3-Cache und bis zu 64 GB energieeffizienten 64-bit-DDR4-Dual-Channel-Speicher mit biszu 3.200 Megatransfers pro Sekunde (MT/s) sowie ECC-Unterstützung für eine hohe Datensicherheit. Mit der integrierten Radeon-Grafik mit bis zu sieben Recheneinheiten sind High-Performance-Datenverarbeitungen mittels GPU möglich. Weiterhin unterstützt das conga-TCV2 Computer-on-Module (CoM) bis zu vier unabhängige Displays mit einer Auflösung von bis zu 4k60 UHD über dreifach DisplayPort 1.4/HDMI 2.1 und einmal LVDS/eDP.

Leistungseckdaten
© Congatec

Tabelle 2. Die wesentlichen Leistungseckdaten der COM-Express-Compact-Module von Congatec, die auf AMDs Ryzen-Embedded-V2000-Prozessoren basieren.

Weitere Schnittstellen sind:

  • PEG 3.0 x8
  • 8x PCIe Gen 3 Lanes
  • 2x USB 3.1 Gen 2
  • 8x USB 2.0
  • bis zu 2x SATA Gen 3
  • Gbit Ethernet
  • 8 GPIO
  • SPI
  • LPC
  • 2x Legacy UART

Zu den unterstützten Hypervisor- und Betriebssystemen gehören RTS Hypervisor sowie Microsoft Windows 10, Linux/Yocto, Android Q und Wind River VxWorks. Im Zuge von sicherheitskritischen Anwendungen hilft der integrierte Secure-Prozessor beim Hardware-beschleunigten Ver- und Entschlüsseln von RSA, SHA und AES. Trusted Platmform Module (TPM)-Unterstützung ist ebenfalls onboard [3] (Tabelle 2).

Entwickelt für Edge-Geräte

Mit der Summe ihrer Eigenschaften sind die CoMs für Anwendungen rund um Digitalisierung und parallele Edge-Analyse prädestiniert. Allen voran steht die aktuell höchste Leistungsdichte sowie Rechenkernanzahl für COM Express Typ 6, durch die Work­load-Balancing und Workload-Konsolidierung über virtuelle Maschinen auf Basis von Congatecs RTS Echtzeit-Hypervisor möglich werden. Mit den bis zu 16 Threads der conga-TCV2-Module können High-Performance-Embedded-Systeme doppelt so viele Aufgaben in gegebenen TDP-Bereichen ausführen – eine derzeit absolut notwendige Eigenschaft.

Außerdem bietet die integrierte Grafik eine hohe 3D-Qualität auf bis zu vier unabhängigen 4k60-Displays. All das in skalierbaren TDP-Klassen von 54 W bis hin zu energiesparenden Konfigurationen mit einer Aufnahme von lediglich 10 W. Die V1000-Prozessorserie ist mit dem Launch der neuen Prozessoren jedoch nicht obsolet, denn für niedrigere Leistungsspektren mit weniger Kernen ist sie noch immer eine gute Wahl.

Weitere Anwendungsbereiche der neuen Module umfassen alle Standard-Embedded-Anwendungen – von industriellen Box-PCs und Thin-Clients bis hin zu Embedded-Systemen mit hoher Rechen- und Grafikleistung. Ebenso kommen die Module in Anwendungen zu smarter Robotik, E-Mobilität und autonomen Fahrzeugen, die mithilfe von Deep Learning ihr Situations­bewusstsein optimieren, zum Einsatz. Weitere Informationen über das neue conga-TCV2 sind auf der Congatec Homepage verfügbar [5].

Literatur

[1] AMD. 2020. Die Tests wurden vom AMD Performance Labs für den Ryzen
Embedded V2718 im Juli 2020 und Juni 2018 für den Ryzen-Embedded-V1605B-Prozessor mit Cinebench R15 nt durchgeführt, beide Prozessoren konfiguriert auf 15 Watt (STAPM-Modus aktiviert). Die Ergebnisse unterliegen Variationen.
[2] AMD. 2020. Ryzen Embedded V2000 SoCs bieten bis zu acht CPU-Cores. Ryzen Embedded V1000 SoCs bieten bis zu vier CPU-Cores.
[3] AMD. 2020. Für die Videocodec-Beschleunigung (einschließlich der Codecs HEVC (H.265), H.264, VP9 und AV1) müssen kompatible Media-Player installiert sein.
[4] AMD. 2020. Der maximale Boost für AMD Ryzen- und Athlon-Prozessoren ist die maximale Taktfrequenz, die von einem einzelnen Kern auf dem Prozessor unter Ausführung eines Single-Threaded-Workloads erreicht werden kann. Der
maximale Boost ist von mehreren Faktoren abhängig, wie unter anderem Wärmeleitpaste, Systemkühlung, Motherboard-Design und BIOS, aktuellen AMD-Chipsatztreibern und Betriebssystem-Updates.
[5] Congatec. 2020. http://www.congatec.com/de/products/com-express-type6/conga-TCV2

Zeljko Loncaric
© Congatec

Zeljko Loncaric ist Marketing Engineer bei Congatec.

Zeljko Loncaric ist Marketing Engineer bei Congatec. Vor seinem Eintritt bei Congatec Mitte 2010 war er in verschiedenen Positionen bei internationalen Unternehmen in den Bereichen Produktmanagement, Marketing und Sales Marketing in Deutschland und Australien tätig. Loncaric, der einen MBA in Betriebswirtschaftslehre und einen Abschluss in Medientechnik der Hochschule Deggendorf besitzt, ist ebenfalls Elektroniker mit Bosch-Ausbildung.

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