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congatec entra al mercado de módulos COM Express versión Mini con nuevos procesadores Intel Atom / Celeron y soporte de memoria ECC

congatec, el experto alemán en módulos, presenta un pequeño módulo COM (Computer On Module) de tipo COM Express en el factor de forma Mini. Con el equipamiento de los nuevos procesadores Intel Atom e Intel Celeron (nombre en código "Bay Trail") y gracias a su bajo consumo de energía, los módulos son ideales para aplicaciones móviles y semifijas basadas en x86 y utilizadas en el campo de la tecnología médica y la automatización industrial. El conga-MA3E ahora ofrece a los diseñadores la seguridad de)la tecnología ECC (Error Correction Code) en un módulo COM Express Mini Tipo 10. 

 

Las anteriores generaciones de procesadores Atom son valoradas por su eficiencia energética, pero desdeñadas por su pobre rendimiento. Esto no sorprende demasiado: la microarquitectura apenas ha cambiado desde la introducción de la arquitectura Silverthorne. Sin la existencia de un modelo "Tick-Tock" (actualizaciones anuales alternadas de microarquitectura y tecnología de fabricación), como el adoptado para los procesadores de la serie Core i, las actualizaciones se han limitado hasta ahora a unas pocas extensiones (Intel64, doble núcleo, tecnología HyperThreading, funcionalidad gráfica para alta definición) y ajustes en la arquitectura de fabricación. El pobre rendimiento de los procesadores gráficos previos, sin conceptos como el de la ejecución fuera de orden, y la ausencia de un modo turbo aumentaron la brecha respecto a los modelos más potentes de la serie Core i, disminuyendo su potencial relativo frente a la creciente competencia de los procesadores ARM.

 

Soporte de memoria ECC (Error Correcting Code)

COM Express Tipo 10 sigue siendo un segmento de módulos en crecimiento, y el soporte de memoria ECC se adapta perfectamente a aplicaciones de telecomunicaciones, financieras o bancarias. A diferencia de los módulos RAM estándar, los módulos ECC presentan funciones adicionales para controlar el flujo de datos y ajustarlo según las necesidades a fin de corregir errores. El modo de corrección de este tipo de memoria puede corregir errores de bit simple y detectar errores de doble bit. Por lo tanto, marca una diferencia significativa con respecto al método denominado "bit de paridad", donde los errores pueden ser detectados, pero no pueden corregirse.

 

Modernización exitosa

El cambio a la nueva microarquitectura Silvermont (con numerosas, útiles y conocidas extensiones provenientes de los procesadores de la serie Core i), la introducción de la ejecución fuera de orden para acelerar la ejecución de una cadena de comandos y la funcionalidad gráfica más moderna y competitiva con soporte de DX11 y OpenGL 3.2 marcan la actualización tecnológica de los nuevos procesadores Atom y Celeron. El nuevo conjunto de funcionalidades y opciones los acerca significativamente a la actual generación Ivy Bridge. Dado que la fabricación recurre a la más moderna tecnología de transistores  de triple puerta de 22 nm, los costes de producción y el consumo de energía se mantienen en niveles bajos sin afectar la competitividad en el plano del rendimiento. De acuerdo con Intel, se obtiene un rendimiento tres veces superior con el mismo consumo y un rendimiento similar con apenas una quinta parte de la energía que requerían las anteriores generaciones de procesadores Atom. Esto significa que la potencia informática disponible por vatio supera incluso a la de los últimos procesadores ARM. Otra novedad consiste en que los procesadores Atom y Celeron ahora también aparecen como versiones de cuatro núcleos. Así se extiende el rango de los anteriores procesadores de doble núcleo con tecnología HyperThreading, que ya no está disponible para los nuevos procesadores. La tecnología Turbo Burst actualizada, que en caso necesario permite que los núcleos individuales y los gráficos presenten una velocidad de reloj mucho más alta según la carga dentro del presupuesto térmico, incrementa aún más el rendimiento.

 

Las nuevas funcionalidades en detalle

Los gráficos se basan en la séptima generación de Intel, como los HD3000 de Ivy Bridge. Sin embargo, los nuevos procesadores Atom y Celeron sólo proporcionan 4 unidades de ejecución, en lugar de 16. El sistema soporta la última versión de DirectX 11 y OpenGL en versión 3.2, así como codificación/decodificación por hardware de vídeo de alta definición, salida estereoscópica 3D y dos pantallas independientes de alta definición.

 

Al incorporar las nuevas instrucciones del estándar de cifrado avanzado (AES-NI = Advanced Encryption Standard New Instructions), los procesadores Atom y Celeron ofrecen por primera vez soporte de hardware para el difundido algoritmo de cifrado AES. Por lo tanto, ahora también es posible cifrar o descifrar datos para la transmisión o el almacenamiento con estos procesadores, operando en tiempo real y sin sobrecargar la CPU de manera significativa. Esto es particularmente importante cuando se utilizan dispositivos semiconductores de almacenamiento masivo (SSD), ya que los datos nunca pueden borrarse por completo. También están respaldadas las tecnologías de virtualización Intel® (VTx) y de monitorización térmica.

 

La nueva y mejorada gestión de energía soporta modos de ahorro de consumo hasta C6 y –al igual que algunos modelos anteriores– la tecnología SpeedStep® de Intel. A fin de aumentar la protección, es posible designar un cargador de inicio específico con la interfaz  denominada UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) en la opción de inicio seguro para evitar la ejecución de software dañino u otros programas no deseados o no autorizados.

 

Con USB 3.0, DisplayPort, SATA de segunda generación y PCI Express de segunda generación, los nuevos procesadores Bay Trail están equipados con las más modernas interfaces en un solo chip, constituyendo así un verdadero SoC (system on chip).

 

La siguiente tabla presenta de manera general las opciones y funcionalidades de los procesadores para el módulo conga-MA3E de congatec.

Las ventajas del nuevo formato COM Express Mini

Con el conga-MA3E COM Express Mini, los clientes no sólo reciben un módulo pequeño y de alto rendimiento con un tamaño de apenas 55 x 84 mm², sino que además obtienen las correspondientes placas base y sistemas de desarrollo, incluidos el software y el soporte para desarrollar sus propios sistemas.

 

El conga-MA3E puede equiparse con procesadores de uno a cuatro núcleos de la serie Atom E3xxx o con  los procesadores Celeron integrados. Estos últimos representan modelos de volumen a bajo precio, pertenecientes a la familia Bay Trail. Una característica común de todos los procesadores es su diseño de chip único, con gráficos y el respectivo chipset ya integrados en la carcasa. Una ventaja especial para los usuarios de sistemas embebidos es la disponibilidad a largo plazo, que asegura al menos siete años para los procesadores y módulos.

 

Los módulos están provistos con una memoria DDR3L soldada de hasta 8 GB; ofrecen una eMMC Flash estándar de 4GB para almacenamiento masivo, que puede utilizarse como SSD o dispositivo de arranque. 

 

Los gráficos integrados, que han sido mejorados significativamente con respecto al modelo anterior, soportan DirectX 11, OpenGL 3, OpenCL 1.2 y  decodificación de hardware flexible de alto rendimiento, para poder decodificar múltiples vídeos Full HD de alta resolución en paralelo.

 

Resoluciones de hasta 2.560 x 1.600 píxeles con DisplayPort y de 1.920 x 1.200 píxeles con HDMI son soportadas de forma nativa en el procesador, y se halla disponible un LVDS de 16 o 24 bits.

 

Gracias al soporte nativo para USB 3.0, los módulos alcanzan una rápida transmisión de datos con bajo consumo de energía. Se proporciona un total de siete puertos USB 2.0 y hasta dos puertos USB 3.0 SuperSpeed.

 

Cuatro carriles PCI Express 2.0 y dos interfaces SATA con hasta 3 Gb/s posibilitan una expansión rápida y flexible del sistema. El controlador Gigabit Ethernet Intel® I210 garantiza una óptima compatibilidad del software. El conjunto de

funcionalidades se completa con ACPI 5.0, bus I2C, bus LPC para la fácil integración de interfaces de E/S de tecnologías anteriores y audio de alta definición Intel®.

El soporte de sistemas operativos ofrece disponibilidad para Windows 8, Windows 7 y Linux embebido.

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Posibles áreas de aplicación

Gracias a su diseño compacto, alto rendimiento y bajo consumo de energía, el conga-MA3E es particularmente apto para aplicaciones compactas y semifijas en las áreas de la medicina y de la automatización industrial. Las ventajas especiales incluyen: disponibilidad a largo plazo de al menos 7 años para chip y placa; gráficos integrados de sensibilidad táctil de alta definición con soporte para dos pantallas independientes de alta resolución; y gran fiabilidad operativa gracias al exclusivo uso de capacitores cerámicos. A diferencia de sistemas comparables basados en ARM, se proporciona una completa compatibilidad con el código x86 con un mínimo consumo de energía. Por lo tanto, las aplicaciones x86 existentes pueden seguir utilizándose sin necesidad de migrarlas a una nueva plataforma.

 

Otras áreas de aplicación comprenden sistemas de monitorización y señalización digital con refrigeración pasiva sin ventiladores y PC con pantalla integrada, así como aplicaciones industriales más estándar (por ejemplo, controladores de máquinas). El rendimiento es equivalente o incluso superior al de los recientes sistemas Pentium y Celeron; esto permite usar disposiciones compactas y totalmente cerradas allí donde antes se requerían complicadas soluciones de refrigeración. La mejora adicional en el rendimiento también permite utilizar modernas tecnologías de virtualización, como hipervisores.

Fig. 3: Módulo conga-MA3E COM Express con Intel Atom de tercera generación

Una mirada hacia el futuro

Intel ha logrado un gran éxito con la nueva generación de procesadores Atom y Celeron, que finalmente –y a un precio muy atractivo– cierran la brecha de rendimiento entre los anteriores procesadores Atom y los de la serie Core i, caracterizados por un alto desempeño pero con un elevado consumo. Para el usuario, se abre un mundo nuevo, con niveles de rendimiento que superan a los sistemas ARM sin que esto obligue a aumentar el consumo ni a abandonar la probada y segura arquitectura x86.