Industrierechner mit Core-Mobile-Prozessoren
Des Servers Kern
Benutzerfreundliche CAD-Tools mit Bauteilebibliotheken erleichtern das Konstruieren, doch auch vorgefertigte, sofort einsetzbare Komponenten wie Mikroprozessoren und die dazu gehörenden Chipsätze unterstützen dabei, Ideen schnell zu realisieren. Aus der Analyse der Anforderungen, durch Zergliedern in immer kleinere Fragen, lässt sich aus Bekanntem ein Ganzes, Neues schaffen. Diesen Weg gehen Anbieter von Industriecomputern immer häufiger.
Leonardo da Vinci war einer der Wegbereiter der modernen Wissenschaft. Er war vor 500 Jahren seiner Zeit weit voraus und verließ sich auf eigene Anschauungen und auf selbstständiges Denken. Seine leidenschaftliche Neugier und das genaue Beobachten der Natur brachten ihm Triumphe nicht nur als Künstler sondern auch als Entdecker und Erfinder ein.
Da Vinci begann, die unterschiedlichsten Wissensgebiete zu verbinden, mit Vermutungen und Annahmen zu spielen und seine gemachten Erfahrungen zu überprüfen. Der Erfinder fertigte exakte Handskizzen und Konstruktionszeichnungen an, welche die Funktionsweise komplizierter Vorgänge verständlich machen und an die interaktiven Computergrafiken unseres 21. Jahrhunderts erinnern. Er ist damit ein wichtiger Vorreiter moderner Ingenieurskunst.
Dass kaum eines seiner skizzierten Projekte jemals umgesetzt wurde, liegt auch an den Grenzen der Technik seiner Zeit - heute haben wir es bedeutend einfacher, unsere Visionen und Ideen schnell in fertige Produkte umzusetzen. Das ist auch notwendig, denn wer erst mit dem Systemdesign beginnt, wenn eine neue Technologie tatsächlich auf dem Markt erscheint, wird selten fertig, bevor die nächste Generation herauskommt. Da ist eine bestimmte Herangehensweise an die Entwicklung gefragt, die auf Modularität und Wiederverwendung basiert.
E pluribus unum
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Zu den sofort einsetzbaren Einzelkomponenten, welche die Realisierung des gerade vorgestellten Embedded Systems »NanoServer E6-QM57« von DSM Computer ermöglichten, zählen der Intel-Chipsatz »QM57« und die aktuellen Core-Mobile-Prozessoren »i5« beziehungsweise »i7« (Bild 1).
Der Chipsatz steht auf der Embedded- Roadmap von Intel und bietet eine für hochauflösende Grafikanwendungen angemessene Rechenleistung. Ein besonderes Merkmal ist, dass der Grafikcontroller im Prozessor integriert ist.
Im Gegensatz zu Vorgängerversionen, bestehend aus den drei Komponenten CPU, Chipsatz und Grafikcontroller, weist die Zwei-Chip-Lösung eine geringere Gesamtverlustleistung auf.
Wie die Leistungsbilanz in Tabelle 1 zeigt, ist die Verlustleistung des Prozessors »Core i5-520M« zwar etwas höher als die einer »P8400«-CPU, jedoch verbraucht der QM57-Chipsatz weniger als ein vergleichbarer, älterer »GM45«.
| Konfiguration | E6-QM57 | Vergleich 1 | Vergleich 2 |
|---|---|---|---|
| CPU/Chipsatz |
Core i5-520M/QM57 (Mobile) |
P8400/GM45 (Mobile) |
E8200-E8600/G45 (Desktop) |
| TCase CPU |
+105 °C |
+105 °C |
+72,4 °C |
| Leistungsverbrauch CPU (TDP) |
35 W (incl. Grafik) |
25 W |
65 W |
| Leistungsverbrauch Chipstz und Grafik (TDP) |
3,5 W |
12 W + 2,5 W |
24 W + 4,5 W |
| Summe CPU + Chipsatz (TDP) |
38,5 W |
39,5 W |
93,5 W |
Tabelle 1: Leistungsbilanz unterschiedlicher Prozessoren und Chipsätze. Der Core-i5-520M-Prozessor weist zwar eine etwas höhere Verlustleistung als eine P8400-CPU auf, jedoch verbraucht der QM57- in der Summe weniger als ein GM45-Chipsatz.
Da bei der Zwei-Chip-Lösung der Grafikcontroller entfällt, kommt kein dritter Beitrag zur Gesamtverlustleistung hinzu. Die Energieeffizienz des im NanoServer eingesetzten Prozessors und des Chipsatzes führen letztendlich zu einer geringeren thermischen Belastung des Gerätes.
Damit bietet das System angemessene Leistung bei optimierter Energieeffizienz und eignet sich besonders für anspruchsvolle Rechen- und Grafikanwendungen. Das kompakte Embedded System ist in zwei Varianten mit den in einem 32-nm-Prozess gefertigten Core-Mobile-CPUs »i5-520M« beziehungsweise »i7-620M« erhältlich.
Die Prozessoren verfügen jeweils über zwei CPU-Kerne. Der i5-520M wird mit 2,4 GHz getaktet und bietet 3 MByte L3-Cache, der i7-620M arbeitet mit 2,66 GHz Taktfrequenz und hat einen 4 MByte großen Cache. Beide Prozessoren unterstützen Intels Virtualization- und Hyper-Threading-Techniken, die das Multitasking mit vier Aufgaben ermöglichen, da jeder Prozessorkern zwei Aufgaben gleichzeitig verarbeiten kann.
Dank dem implementierten »Turbo Boost«-Verfahren stellt der Prozessor bei Bedarf automatisch mehr Leistung zur Verfügung, sodass sich die Industrie-PCs dynamisch an anspruchsvollere Anforderungen anpassen lassen. Der integrierte Grafik-Media-Beschleuniger »GMA HD« kann hochauflösende Videos wiedergeben. Als Speicher dienen zwei DDR3-SDRAM-Module mit einer maximalen Speicherkapazität von jeweils bis zu 4 GByte.
Wie der NanoServer »E6-A«, der auf dem »Atom«-Prozessor »N270« basiert, verfügt der E6-QM57 über zwei PCI-Slots beziehungsweise alternativ über einen PCI- und einen PCI-Express-Steckplatz. Im Industriegehäuse finden zwei 2,5-Zoll-SSDs oder -HDDs (SATA II 300) Platz.
Über eine aufschraubbare Bodenklappe sind beide Festplatten, der interne Compact-Flash-Sockel, die Speichererweiterungen und der Mini-PCI-Express-x1-Slot direkt erreichbar. Damit ist ein schneller Zugriff auf die eingebauten Komponenten möglich, etwa im Wartungsfall und zur Endkonfiguration der CF-Karte.
Steckfreudig
Neben 10/100/1000-Base-T-LAN und optional WLAN steht eine Reihe von unterschiedlichen Schnittstellen zur Verfügung. Der E6-QM57 bietet Anschlüsse für drei Monitore per DVI-I, DVI-D und VGA.
Darüber hinaus sind neben Audio und viermal Serial-ATA für SATA-II-300-Geräte, zehn USB-2.0-Anschlüsse (sechs extern, vier intern), vier serielle Ports (einer extern, drei intern) und PS/2 vorhanden. Das Embedded System kann über ein externes Netzteil oder optional direkt über einen 12-V-Gleichspannungseingang versorgt werden.
Dank der aktiven Kühlung des 204 mm x 226 mm x 110 mm großen Geräts mit temperaturgeregelten Lüftern ist der Betriebstemperaturbereich von 0 °C bis +50 °C spezifiziert. An Betriebssystemen werden Windows XP, Windows Server 2003, Server 2008 64 Bit (R2) sowie Windows 7 32 Bit und 64 Bit unterstützt.
Der Support für Linux-Treiber ist gegeben. Mit dem E6-QM57 hat DSM ihre NanoServer-Serie bestehend aus den drei Hauptmodellen E8, E6 und E4, die sich in der Anzahl der freien Steckplätze unterscheiden, komplettiert.
Neben dem 58 mm hohen NanoServer E8 ohne Steckplatz verfügt der NanoServer E4 über einen PCI- oder PCI-Express-Slot. Da alle Embedded Systeme auf einem industriellen Mainboard basieren, sind sie dank identischer Grundfläche und einheitlicher Befestigungslösungen je nach Bedarf austauschbar.
So kann der Kunde zur Systemerweiterung, etwa um eine CAN-Bus-Karte einzustecken, problemlos auf ein höheres Modell umsteigen. Die transparente Produktpalette begünstigt die Produktpflege, um den Kunden immer eine aktuelle Board-Plattform zur Verfügung zu stellen.
Bei lüfterlosen, mobilen Anwendungen steht bei der NanoServer-Familie die Energieeffizienz im Vordergrund, während für anspruchsvolle Bildverarbeitungsapplikationen die Rechen- und Grafikleistung von Bedeutung ist. Deshalb sind die NanoServer in unterschiedlichen Leistungsklassen erhältlich.
Die Modelle E8-A, E4-A und E6-A basieren auf dem stromsparenden Atom-Prozessor N270 und dem Intel-Chipsatz »945GSE/ICH7M« mit GMA 950. Wird mehr Prozessorleistung benötigt, bieten sich die NanoServer E8-GM45 und E4-GM45 und der jetzt vorgestellte E6-QM57 an. Für alle NanoServer garantiert DSM eine Verfügbarkeit von mindestens vier Jahren ab Produktmarkteinführung.
CE-konformes Design, Burn-in und eine Gewährleistung von zwei Jahren sind bei allen Industrierechnern Standard. Die Geräte lassen sich auch in kleinen Stückzahlen kundenspezifisch an die jeweilige Anwendung anpassen.
