Neuer Atom - Hop oder Top?
Eintauchen in Intels Apollo Lake
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Quantensprung bei GPU
Hatte die Bay-Trail-GPU noch vier Schattierer, wurden bei Apollo-Lake daraus zwölf (HD Graphics 500) oder sogar 18 (HD Graphics 505). Bei Basis-Taktfrequenzen von 400 MHz bis 500 MHz und Turbo-Taktfrequenzen von 550 MHz bis 650 MHz können damit gleichzeitig 15 1080p-Videodatenströme bei 30 Frames/s decodiert werden, was z. B. bei Überwachungskamera-Netzwerken nützlich ist. Dazu können statt zwei jetzt drei unabhängige Displays angesteuert werden, eines davon als eDisplayPort oder MIPI-DSI-Port, die anderen beiden als DisplayPorts/HDMI-Ports. Die DisplayPort-Schnittstellen ermöglichen dabei Auflösungen von bis zu 4096 x 2160 Pixeln (4K DCI), eDP und HDMI bis zu 3840 x 2160 (UltraHD). Die neue GPU unterstützt zudem auch die aktuellsten Grafikstandards, konkret DirectX12 und OpenGL 4.2.
Erweiterte Sicherheit
Neben den AES-NI-Befehlen, die von den Core- und Xeon-Prozessoren ja schon länger bekannt sind, hat Intel – was ich noch viel wichtiger finde – die Trusted-Execution-Engine (TXE) der Version 3.0 implementiert. Diese bietet neben dem sicheren Booten gegenüber der Vorgängerversion aus der E3800-Familie eine ganz wichtige Erweiterung an, nämlich das »gemessene Booten«. Dabei wird die Zeit für den Bootvorgang gemessen und mit einem Sollwert verglichen, womit man wirkungsvoll die Veränderung der Boot-Files verhindern kann. Geschätzt werden können sowohl die Firmware als auch das Betriebssystem.
Wenn ein kompatibles Embedded-Betriebssystem eingesetzt wird – dazu zählen das 64-bit-Embedded-Linux und VxWorks 7 RTOS von Wind River, 64-bit-Embedded-Linux von Yocto, Windows 10 Enterprise und IoT-Core und Googles 64-bit-Android 7.0 (2. Quartal 2017) – kann der Prozessor TXE nutzen, um private Schlüssel in sicherem internen Speicher abzulegen und zum TPM-2.0-Standard kompatible Verschlüsselungsoperationen auszuführen.
Während Intels Verfahren für digitales Rechtemanagement (HDCP genannt) von Video- und Audio-Daten beim E3800 auf drahtgebundene Übertragung limitiert war, unterstützt HDCP 2.2 im E3900 jetzt auch die drahtlose Übertragung. Weitere Erweiterungen der Sicherheit betreffen eine »Identitätsschutz-Technik« (Benutzer-Authetifizierung), die sichere Device-Authetifizierung und das sichere Zurücksetzen eines Devices im Fehlerfall.
Keine Angaben zur
Interrupt-Antwortzeit
Die OS-Guard-Technik ist absolut nicht neu, aber nach wie vor nützlich gegen Malware, die versucht, Code auszuführen oder auf Daten im Anwendungsspeicher zuzugreifen, während der Prozessor im Supervisormodus betrieben wird. Hierbei wird angenommen, dass sich die Malware im Speicher installiert hat, während der Prozessor im Usermodus lief und einen Wechsel in den Supervisormodus erzwingen will, um höhere Privilegien zu erhalten (und damit wirklich Schaden anrichten zu können, was im Usermodus schwierig bis unmöglich ist).
Die Tabelle fasst die Eigenschaften der drei neuen Atom-E3900-Derivate zusammen. Abgesehen von den bereits beschriebenen Erweiterungen/Verbesserungen hat sich seit BayTrail auf der I/O-Seite nicht viel getan. Die PCI-Controller implementiert noch immer den Standard PCIe Gen2 von 2007 (PICe 3.0. gibt es seit 2012, 2017 folgt Generation 4), immerhin gibt es jetzt zwei Leitungen mehr mit jeweils 500 MB/s Datendurchsatz (in Summe also sechs). Unverändert zur Vorgängergeneration blieben eMMC, SD-Card, zwei SATA3- und diverse USB-2.0- und -3.0-Ports.
Fest steht, aus Kostengründen (Maskensätze sind in 14 nm richtig teuer) verwenden alle Apollo-Lake-Chips denselben Die, auf dem diverse Eigenschaften wie CPU-Cores etc. je nach Derivat ab- oder zugeschaltet werden. Dies dürfte auch für die Automotivevarianten gelten, die erweiterte Temperaturbereiche und Safetyzertifizierungen bieten.
Die Time Coordinated Computing Technology (TCCT) soll bei Einsatz eines dafür geeigneten Betriebssystems für eine sehr exakte Zeitsynchronisierung zwischen dem Prozessor und über PCI-Express oder Netzwerk angebundenen Geräten sorgen. Intel verspricht hier eine Genauigkeit von einer Millisekunde und einen verbesserten Determinismus. Die große offene Frage ist jedoch die nicht publizierte Interrupt-Antwortzeit, die viel über die Eignung eines Prozessors für deterministische Anwendungen aussagt.
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| Intel Atom x3-E3930 | Intel Atom x5-E3940 | Intel Atom x7-E3950 | TI Sitara AM5728 | |
|---|---|---|---|---|
| CPUs | 2 x Goldmont x86 64 bit | 4 x Goldmont x86 64 bit | 4 x Goldmont x86 64 bit | 2 x ARM Cortex-A15 32 bit |
| Taktfrequenz (Basis/Turbo) | 1,3/1,8 GHz | 1,6/1,8 GHz | 1,6/2,0 GHz | 1,5 GHz/n.A. |
| L2-Cache | 1 MB | 2 MB | 2 MB | 1 MB |
| GPU | Intel HD Graphics 500 | Intel HD Graphics 500 | Intel HD Graphics 505 | 2 x Imagination PowerVR SGS544 |
| Taktfrequenz (Basis, Turbo) | 400/550 MHz | 400/600 MHz | 500/650 MHz | 425 MHz*/n.A. |
| Coprozessoren | TXE 3.0., 2 x Audio-DSP | 2 x DSP C66x, 2 x ARM Cortex-M4, 4 x PRU-ICSS | ||
| On-Chip-Speicher | Keiner | 2,5 MB SRAM, 576 KB L2-Chache für DSP | ||
| DRAM-Schnittstelle | 4 x 32 bit LPDDR4-2400 oder 2 x 64 bit DDR3L-1866 | 2 x 32 bit DDR3/3L-1066 | ||
| Fehlerkorrektur (ECC) | DDR3L | 1 x 32 bit DDR3/3L | ||
| max. Übertragungsrate DRAM | 38,4 GB/s (LPDDR4) | 8,5 GB/s | ||
| Ethernet | Nein | 2 x GbE + 2-Port-Switch | ||
| PCI Express | 4 x PCIe (Gen2) x6 Leitungen | 2 x PCIe (Gen2) x2 Leitungen | ||
| CAN | Nein | 2 x CAN 2.0. | ||
| SATA | 2 x SATA 3 | 2 x SATA 2 | ||
| Display-Schnittstellen | eDP/MIPI-DSI, 2 x DP/HDMI | 3 x HDMI, 3 x LCD, Eingänge 8/16/24 bit | ||
| Fertigungsprozess | Intel 14 nm FinFET | TSMC 28 nm HKMG | ||
| Leistungsaufnahme | 6,5 W | 9,5 W | 12,0 W | 6,5 W* |
| Temperaturbereich | -40°C bis +85 °C oder -40°C bis +110°C | -40°C bis +105°C | ||
| Listenpreis bei Abnahme 1000 Stück in US-Dollar | 115* | 125* | 175* | 40,47 |
| Massenproduktion ab | 1. Quartal 2017 | 2. Quartal 2016 | ||
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