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congatec entra nel mercato COM Express Mini con i nuovi processori Intel Atom e Celeron con supporto ECC

L'esperto tedesco dei moduli congatec presenta un piccolo Computer-on-Module (COM) COM Express nel fattore di forma Mini. Dotati dei nuovi processori Intel Atom e Intel Celeron (nome in codice Bay Trail) e grazie ai bassi consumi, i moduli rappresentano la soluzione ideale per applicazioni mobili e semi-fisse basate sull'architettura x86 nella tecnologia medicale e nell'automazione industriale. Il conga-MA3E offre oggi ai progettisti la sicurezza e l'affidabilità del codice di correzione errori, spesso indicato come memoria ECC, su un modulo COM Express in formato Mini di tipo 10.
Le precedenti generazioni di processori Atom sono apprezzate per l'efficienza energetica, ma poco amate per le scarse prestazioni. Non c'è da stupirsi: la microarchitettura è praticamente rimasta immutata dall'introduzione dell'architettura Silverthorne. Senza un modello Tick-Tock (in grado di alternare aggiornamenti annuali della microarchitettura e della tecnologia di produzione), come quello adottato per i processori della serie Core i, finora gli aggiornamenti si sono limitati soltanto ad alcune espansioni (Intel64, dual core, hyperthreading, grafica HD compatibile) e adeguamenti all'architettura di produzione. Le scarse prestazioni del precedente processore grafico, la mancanza di funzioni quali l'esecuzione non sequenziale e l'assenza di una modalità turbo hanno creato un divario ancora maggiore rispetto ai modelli più potenti della serie Core i, determinando inoltre perdita di competitività in un contesto di crescente concorrenza da parte dei processori ARM.

Supporto di memoria ECC (Error Correcting Code)

COM Express di tipo 10 continua a essere un segmento di moduli in crescita e il supporto di memoria ECC si adatta perfettamente ad applicazioni quali telecomunicazioni, banche e settore finanziario. Diversamente dai moduli RAM standard, i moduli ECC dispongono di funzioni supplementari per la verifica e, se necessario, per l'aggiustamento del flusso di dati, al fine di correggere eventuali errori. La modalità di correzione di questo tipo di memoria è in grado di correggere errori di singoli bit e rilevare errori di doppi bit. Per tale motivo, differisce nettamente dal cosiddetto "bit di parità", dove gli errori possono essere rilevati ma non corretti.

Rilancio riuscito

Il passaggio alla nuova microarchitettura Silvermont con le note e utili espansioni dai processori della serie Core i, l'introduzione dell'esecuzione non sequenziale per accelerare l'esecuzione a catena di comandi, nonché una grafica più moderna e competitiva con supporto OpenGL 3.2 e DX11, riportano i nuovi processori Atom e Celeron in linea con i trend tecnologici. Il nuovo set di funzioni e le nuove opzioni li avvicinano sensibilmente all'attuale generazione Ivy Bridge. Poiché la produzione viene eseguita utilizzando la più recente tecnologia dei transistor tri-gate a 22 nm, i costi di fabbricazione e i consumi rimangono contenuti a fronte di prestazioni competitive. Secondo Intel, gli stessi consumi generano prestazioni tre volte maggiori, mentre per raggiungere le stesse prestazioni è necessario soltanto un quinto dei consumi delle precedenti generazioni di processori Atom. Ciò significa che è disponibile una potenza di calcolo per watt persino superiore rispetto ai più recenti processori ARM. Un'altra novità assoluta è il fatto che i processori Atom e Celeron sono ora disponibili anche nelle versioni quad-core. Ciò amplia la gamma dei precedenti processori dual-core con hyperthreading, non più disponibile per i nuovi processori. La funzione Turbo Burst aggiornata che, se necessario, consente di utilizzare i singoli core e la grafica a frequenze molto superiori a seconda del carico nell'ambito del bilancio termico, garantisce un'ulteriore incremento delle prestazioni.

Le nuovi funzioni in dettaglio

La grafica si basa su Intel Gen7, esattamente come l'HD3000 di Ivy Bridge. I nuovi processori Atom e Celeron offrono tuttavia soltanto 4 unità di esecuzione, anziché 16. Sono supportate la versione più recente di DirectX 11 e OpenGL nella versione 3.2, così come la codifica/decodifica hardware di video HD, l'uscita stereoscopica 3D e due display HD indipendenti.


Con l'aggiunta di AES-NI, i processori Atom e Celeron offrono per la prima volta il supporto hardware per l'algoritmo crittografico AES largamente diffuso. Con questi processori ora è quindi possibile criptare o decriptare dati per la trasmissione o la memorizzazione in tempo reale, senza gravare in misura significativa sulla CPU. Questa funzione risulta particolarmente importante quando si utilizzano dispositivi di memoria di massa a semiconduttori (SSD), poiché i dati non possono mai essere completamente cancellati. Sono inoltre supportati la tecnologia di virtualizzazione Intel® VTx e il monitoraggio termico.
La nuova gestione energetica migliorata permette di utilizzare modalità di risparmio energetico fino alla tecnologia C6 e – analogamente ad alcuni modelli precedenti – Intel SpeedStep®. Per aumentare la sicurezza, è possibile designare un boot loader specifico con il sistema UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) nella sicura opzione di avvio, per prevenire l'esecuzione di software dannosi e altri programmi indesiderati o non autorizzati.


Con USB 3.0, DisplayPort, SATA Gen 2 e PCI Express Gen 2, i nuovi processori Bay Trail sono dotati di tutte le più recenti interfacce su chip, fornendo così un vero sistema su circuito integrato (system-on-chip o SoC).


Nella seguente tabella è riportata una panoramica delle opzioni e delle funzioni dei processori per il modulo conga-MA3E di congatec.

I vantaggi del nuovo COM Express formato Mini

Con il conga-MA3E COM Express Mini, i clienti ricevono non soltanto un piccolo modulo ad alte prestazioni di soli 55x84 mm², ma anche le relative schede carrier e i sistemi di sviluppo, tra cui il software e il supporto per lo sviluppo di sistemi propri.
 
Il conga-MA3E può essere equipaggiato con processori da single core a quad core della serie Atom E3xxx o con i relativi processori Celeron embedded. Il termine processori Celeron embedded si riferisce a modelli di volume a basso prezzo della famiglia Bay Trail. Una caratteristica comune di tutti i processori è il design a chip singolo, con grafica e relativo chipset già integrati nell'alloggiamento. Un bonus speciale per gli utenti embedded è la disponibilità a lungo termine di processori e moduli di almeno sette anni.
 
I moduli sono dotati di memoria DDR3L saldata fino a 8 GB; è disponibile la memoria flash eMMC standard da 4 GB per memoria di massa, utilizzabile come SSD o dispositivo di avvio.
 
La grafica integrata è stata considerevolmente migliorata rispetto al modello precedente e supporta DirectX 11, OpenGL 3, OpenCL 1.2 e una decodifica hardware flessibile ad alta efficienza, che consente di decodificare anche più video full HD ad alta risoluzione simultaneamente.
 
Il processore supporta nativamente fino a 2.560 x 1.600 pixel con DisplayPort e fino a 1.920 x 1.200 pixel con HDMI; è inoltre disponibile 1 uscita LVDS da 16 bit o 1 uscita LVDS da 24 bit.
Grazie al supporto nativo USB 3.0, i moduli consentono la trasmissione veloce dei dati con basso consumo. Sono previste in totale sette porte USB 2.0 e fino a due porte USB 3.0 SuperSpeed.
 
Quattro lane PCI Express 2.0 e due interfacce SATA fino a 3 Gb/s consentono espansioni rapide e flessibili del sistema. Il controller Intel® Gigabit Ethernet I210 assicura la migliore compatibilità software. L'ACPI 5.0, il bus I2C, il bus LPC per facilitare l'integrazione delle interfacce I/O legacy e l'Intel® High Definition Audio completano la serie di funzioni.
 
È disponibile il supporto del sistema operativo per Windows 8, Windows 7 e Linux embedded.

Possibili aree di applicazione

Grazie all'ingombro ridotto, alle prestazioni elevate e ai bassi consumi, il conga-MA3E è particolarmente indicato per applicazioni compatte e semi-fisse nel settore medicale e dell'automazione industriale. Tra i benefici speciali figurano la disponibilità a lungo termine di almeno 7 anni per circuito stampato e scheda, la grafica HD integrata touch sensitive con supporto di due schermi indipendenti ad alta risoluzione e l'elevata affidabilità operativa grazie all'uso esclusivo di condensatori ceramici. Diversamente da analoghi sistemi basati su ARM, viene garantita la piena compatibilità con il codice x86 a fronte di consumi minimi. Ciò consente di continuare ad utilizzare le applicazioni x86 esistenti senza trasferirle su una nuova piattaforma.
 
Tra le ulteriori aree di applicazione figurano i sistemi di monitoraggio e digital signage a raffreddamento passivo e privi di ventole, nonché PC di visualizzazione e altre applicazioni industriali standard, quali i controlli macchina. Le prestazioni, uguali se non superiori ai recenti sistemi Pentium e Celeron, consentono di utilizzare sistemi compatti e completamente chiusi laddove in precedenza si rendevano necessarie complicate soluzioni di raffreddamento. L'ulteriore incremento delle prestazioni consente inoltre di utilizzare moderne tecniche di visualizzazione, ad es. gli ipervisori.

Fig 3: conga-MA3E COM Express module with 3rd generation Intel Atom

Uno sguardo al futuro

Intel ha segnato un successo decisivo con la nuova generazione di processori Atom e Celeron, che finalmente chiude il divario esistente in termini di prestazioni tra i precedenti processori Atom e i processori della serie Core i ad alte prestazioni ma con consumi estremamente elevati — e tutto ciò a un prezzo molto interessante. Per l'utente si apre così un mondo di prestazioni di livello superiore ai processori ARM, senza aumento dei consumi o la necessità di abbandonare la consolidata e affidabile architettura x86.