SECO COM Express® JULIET steigert die Leistung, I/O und Netzwerkbandbreite für Edge-Anwendungen

Lösungshinweise Intel Prozessor

Unterstützt durch den Intel® Xeon® D-1700 Prozessor bietet das SECO JULIET COM Express® Modul dichte Leistung der Serverklasse für Embedded Anwendungen mit COM Express Modularität. Kunden profitieren von der höheren Gen-over-Gen-Performance, hardwarebeschleunigter Video-AI, Ethernet-Bandbreite bis zu 100 GbE und 32 Lanes Hochgeschwindigkeits-PCIe-Konnektivität, um genau die richtige Lösung für den Einsatz in zahlreichen Branchen zu finden.

Unterhaltungselektronik, vernetzte Fahrzeuge, Robotik und 5G-Telekommunikation treiben das kontinuierliche Wachstum des Embedded-Computing-Marktes voran, der mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 8,7 Prozent wachsen und bis 2027 einen Wert von 67,29 Milliarden US-Dollar erreichen soll.1 Unternehmen aller Branchen wollen die Produktion steigern, um den wachsenden globalen Anforderungen gerecht zu werden, und legen dabei Wert auf eine höhere Rechenleistung und eine größere Netzwerkbandbreite, um immer anspruchsvollere Anwendungsfälle am Netzwerkrand zu bewältigen.

"Unser neues Enablement auf COM Express® Type 7 bietet Kunden einen schnellen Ansatz zur Leistungssteigerung, indem es zusätzliche E/A-Schnittstellen, PCIe 4.0, mehr Bandbreite mit verbesserter Latenz und Funktionen bietet, die in Produkten der früheren Generation nicht verfügbar waren, wie z. B. Time-Sensitive Networking und fortschrittliche Sicherheitstechnologien wie Intel® Total Memory Encryption [Intel® TME]. Einfach gesagt, können Kunden mit dem JULIET COM Express Modul und dem Intel® Xeon® D-1700 Prozessor mehr erreichen". - Davide Catani, CTO von SECO

Die Herausforderung: Verschiedene Branchen, spezifische Anforderungen

Obwohl die Branchen ähnliche Anforderungen an das Edge Computing haben, gibt es auch spezifische Anforderungen. Anwendungsfälle wie die automatische Defekterkennung sind auf Sensoren und Machine-Vision-fähige Kameras für eine genaue Inspektion angewiesen. Eingebettete Computer an einem Fließband müssen Bewegungssteuerungen, verschiedene Arten von Sensoren und Beschleunigern in einer einfach zu verwaltenden Plattform zusammenfassen. In der Luft- und Raumfahrt und im öffentlichen Sektor benötigen Behörden Portabilität, Robustheit und stromsparende Designs. Edge-Server in der Telekommunikation müssen ebenfalls den Außenbedingungen standhalten und Service-Level-Agreements (SLAs) für Betriebszeit und Datendurchsatz einhalten. Um diese Anforderungen zu erfüllen, benötigen Lösungsanbieter eine flexible Edge-Computing-Plattform, die Leistung bietet und eine solide Grundlage für individuelle Anpassungen darstellt.

Die Lösung: SECO JULIET COM Express Basic Typ 7 Modul mit Intel® Xeon® D-1700 Prozessoren

Das SECO JULIET COM Express Modul mit den Intel Xeon D-1700 Prozessoren der neuesten Generation bietet Kunden den Zugang zur nächsten Stufe der Prozessorleistung, Speicherkapazität und PCIe-Konnektivität am Edge. Der branchenübergreifend akzeptierte COM Express-Standard ermöglicht Modularität und Konnektivität über Trägerkarten in Kombination mit der neuesten Prozessortechnologie in einer Computer-on-Module (COM)-Lösung. Während Allzweck-CPUs dazu beitragen, die Anforderungen an Leistung und Datendurchsatz zu erfüllen, bietet diese System-on-Chip (SoC)-Lösung der Serverklasse Leistung, Datendurchsatz und leistungsstarke Netzwerke. Davide Catani, CTO von SECO, sagt: "Unser Enablement auf COM Express Type 7 bietet Kunden einen schnellen Ansatz zur Leistungssteigerung, indem es zusätzliche I/O-Schnittstellen, PCIe 4.0, mehr Bandbreite mit verbesserter Latenz und Funktionen bietet, die in Produkten der früheren Generation nicht verfügbar waren, wie z. B. Time-Sensitive Networking und fortschrittliche Sicherheitstechnologien wie Intel® Total Memory Encryption [Intel® TME]. Einfach ausgedrückt, können Kunden mit dem JULIET COM Express-Modul und dem Intel Xeon D-1700-Prozessor mehr erreichen."

Wie es funktioniert

"SECOs Ziel ist es, den Kunden den Einsatz des JULIET COM Express Moduls so einfach wie möglich zu machen und gleichzeitig eine hohe Interoperabilität durch einen robusten Designansatz zur Signalintegrität zu gewährleisten", sagt Catani. Das aktualisierte Modul unterstützt einen einfachen Validierungsprozess vor der Hardware-Migration. Kunden, die bereits COM Express Typ 7 Boards im Einsatz haben, können einen Signalintegritätstest durchführen, indem sie ein vorhandenes Board nehmen und das aktualisierte Modul mit dem neuesten Intel Xeon D-1700 Prozessor einbauen. Sobald sie mit den Ergebnissen zufrieden sind, können Unternehmen das Board schnell in größerem Umfang integrieren und von der höheren Leistung profitieren, mit vier bis 10 Kernen und einer bis zu 2,32-fach schnelleren CPU-Leistung im Vergleich zum Intel® Xeon® D1539-Prozessor.2 Die hohe Speicherkapazität von bis zu 128 GB DDR4 DIMM unterstützt mehr gleichzeitige Anwendungen, und die PCIe 4.0-Konnektivität bietet eine größere E/A-Pipeline zwischen PCIe-Geräten und der CPU für eine schnelle Workload-Verarbeitung. Kunden haben die Flexibilität, benutzerdefinierte Add-in-Karten, Beschleuniger, Allzweck-GPUs (GPGPUs) oder Non-Volatile Memory Express (NVMe)-SSDs einzusetzen, um ihre spezifischen Anforderungen besser zu erfüllen.

Wesentliche Merkmale

  • COM Express® Basic Typ 7 Modul
  • Intel® Xeon® D-1700 Prozessor SoC mit vier bis 10 Kernen, ~40 bis 67 W Leistungsbereich
  • Bis zu 128 GB Speicher über vier DDR4-SO-DIMM-Steckplätze auf drei DDR4-72-Bit-Kanälen, die DDR4-2400/2666/2933-Speicher unterstützen, ECC-fähig (Error-Correcting-Code)
  • 2x SATA Gen3 Speicherkanäle
  • 4x USB 3.0-Host-Anschlüsse
  • 16x Lanes PCIe Gen 4.0, 16x Lanes PCIe Gen 3.0
  • 1x Gigabit Ethernet LAN-Anschluss, 4x 10Gb Ethernet-Schnittstellen (10GBASE-KR)
  • Unterstützung für industrielle und erweiterte Temperaturbedingungen bei ausgewählten SKUs

Verbesserte Inferenzleistung für KI-Videos im Edge-Bereich

Nicht nur die höhere Speicherkapazität und die PCIe 4.0-Konnektivität tragen dazu bei, dass mehr Daten schneller übertragen werden, sondern die Kerne im Intel Xeon D-1700-Prozessor verfügen über Intel® Deep Learning Boost (VNNI) und Intel® AVX-512-Befehlssätze, die die Inferenz in Edge-Anwendungen beschleunigen. Diese Generation bietet eine bis zu 5,73-fach schnellere Video-KI im Vergleich zu Intel Xeon D-1539 Prozessoren3 , so dass Kunden große Videokamerasysteme unterstützen können und gleichzeitig genaue und zeitnahe KI-Inferenzergebnisse über mehrere Videoströme hinweg erhalten.
Entwickler profitieren außerdem von der Intel® Distribution des OpenVINO™-Toolkits, das die Konvertierung von Trainingsmodellen in praktisch jedes Framework für eine optimierte Leistung auf der Intel®-Architektur unterstützt. Diese Flexibilität trägt dazu bei, die Zeit für das Training und die Entwicklung von KI-Modellen zu verkürzen, um die Bereitstellung und die Zeit bis zur Wertschöpfung zu beschleunigen.

Robuste Bauweise für konsistenten 24/7-Betrieb in rauen Umgebungen

Robustheit ist für viele Edge-Anwendungen von entscheidender Bedeutung, insbesondere dann, wenn die Geräte im Freien, in fahrenden Fahrzeugen oder in der Nähe von Montagelinien eingesetzt werden, die starke Stöße und Vibrationen erzeugen. Der Intel Xeon D-1700 Prozessor ist ein gelöteter SoC, der die Haltbarkeit und Stoßfestigkeit des JULIET COM Express Moduls verbessert. Ausgewählte SKUs des Prozessors bieten auch Unterstützung für industrielle und erweiterte Temperaturbedingungen, die dem Modul helfen, die in der Fabrikhalle erzeugte überschüssige Hitze oder die extreme Kälte und Hitze zu überstehen, denen Geräte in Fahrzeugen ausgesetzt sein können.
"Onboard- oder Edge-Geräte sind in der Regel extremen Betriebsbedingungen ausgesetzt. Das Modul muss weiterhin effizient arbeiten. Die verlängerte Betriebstemperatur und das gelötete Gehäuse tragen dazu bei, die erforderliche Zuverlässigkeit zu gewährleisten", sagt Catani. SECO bietet auch eine Vielzahl von passiven oder aktiven Kühloptionen für Module an, die für den 24/7-Betrieb unter härtesten Bedingungen ausgelegt sind.

Zeitnaher, reibungsloser Betrieb für eingebettete Anwendungen

Fabrikautomation, Robotersteuerung und Montagelinien benötigen koordinierte Datenverarbeitung, um einen reibungslosen Betrieb und eine zeitnahe Signalverarbeitung zu gewährleisten. Das JULIET COM Express Modul mit Intel Xeon D-1700 Prozessoren unterstützt Time-Sensitive Networking (TSN) mit Intel® Time Coordinated Computing (Intel® TCC) Mode und Intel® TCC Tools.4 Diese Funktionen helfen, die zeitlich begrenzte Leistung für latenzempfindliche Anwendungen zu priorisieren und arbeiten mit Echtzeit-Hypervisoren wie ACRN und Echtzeit-Betriebssystemen wie Yocto Linux mit PREEMPT_RT oder Wind River VxWorks zusammen. Unternehmen können diese Lösungen nutzen, um den Determinismus und den Durchsatz von Abläufen zu maximieren und so eine hohe Qualität bei der Produktion, Inspektion oder dem Transport von Waren in der Fabrikhalle zu gewährleisten.

Erstklassige Sicherheit für eine härtere Gangart

Der Intel Xeon D-1700 Prozessor bringt mehrere hardwarefähige Sicherheitsfunktionen in das JULIET COM Express Modul ein, um die Angriffsfläche zu verringern und sensibles geistiges Eigentum (IP) zu schützen. Intel® Boot Guard verhindert die Übernahme durch nicht autorisierte Software oder Malware, so dass das System in einem vertrauenswürdigen Zustand startet. Intel TME schützt Daten im physischen Speicher, um das System vor Angriffen zu schützen, die den Speicher ausspähen oder DIMMs entfernen. Intel® Software Guard Extensions (Intel® SGX) isoliert Anwendungen während der Laufzeit in vertrauenswürdigen Speicher-Enklaven und schützt so auch Daten, die sich nicht im Ruhezustand befinden.

Schnelle Bereitstellung mit dem SECO-Validierungskit

Da der COM Express®-Standard für einfache Hardware-Migrationen von einer Generation zur nächsten ausgelegt ist, unterstützt SECO die Kunden bei der Validierung jeder neuen Implementierung mit einem flexiblen Evaluierungs-Kit, das einen schnellen Ansatz zum Testen der Lösung im betrieblichen Anwendungsszenario vor einer breiten Implementierung ermöglicht. So können Kunden sicherstellen, dass jede Funktion wie erwartet funktioniert und die Auswirkungen des neuen Intel®-Prozessors auf die Leistung messen.

SECO bietet auch die Clea-Plattform an, eine Cloud-basierte Management- und Analyselösung, mit der Kunden ihre KI- und IoT-Anwendungen an zahlreichen Standorten von einem einzigen Kontrollpunkt aus verwalten können. Mit diesen Ressourcen können Kunden ihre Edge-Implementierungen einfach bereitstellen, verwalten und Metriken zur Unterstützung ihrer Optimierungsbemühungen erhalten.

Schlussfolgerung: Leistung der Serverklasse näher an der Edge

Mit mehr Leistung, Speicher, Konnektivität, Robustheit und fortschrittlichen Funktionen für TSN und Cybersicherheit sorgt das Intel-basierte JULIET COM Express-Modul für eine Leistung der Serverklasse im Embedded Computing am Netzwerkrand. Kunden profitieren nicht nur von der Flexibilität und Modularität der COM Express-Lösung, sondern auch von der Möglichkeit, mehr Daten am Edge zu erfassen, zu analysieren und zu verschieben, um die Rechen- und Netzwerklast in der Cloud zu reduzieren. Catani kommentiert: "Das JULIET COM Express Modul mit dem Intel Xeon D-1700 Prozessor erweitert die architektonischen Optionen im Bereich des Edge Computing und bringt Rechenleistung, schnellen Speicher, Netzwerke mit hoher Bandbreite und Echtzeitfunktionen näher an die Datenquellen. Kunden können mit Hilfe von SECO und Intel massive, beschleunigte KI-Lösungen einsetzen."

Mehr erfahren

Erfahren Sie mehr über das SECO JULIET COM Express Modul unter https://edge.seco.com/de/juliet.html.

Entdecken Sie die Fähigkeiten des Intel® Xeon® D-1700 Prozessors unter https://www.intel.com/content/www/us/en/products/platforms/details/ice-lake-d.html.

  1. "Embedded Computing Market to 2027 - Global Analysis and Forecasts by Component (Microprocessor, Microcontroller, ASIC, Digital Signal Processor, FPGA, Memory, Other Hardware and Software); Industry Vertical (Automotive, Industrial, Transport, Consumer Electronics, Enterprise & Government, Communications, and Others)," theinsightpartners.com, Datum des Zugriffs: Januar 2022. www.theinsightpartners.com/reports/embedded-computing-market
  2. Siehe [15] unter intel.com/processorclaims: Intel® Xeon® D. Ergebnisse können abweichen.
  3. Siehe [8] unter intel.com/processorclaims: Intel® Xeon® D. Die Ergebnisse können variieren.
  4. Nicht alle Funktionen sind bei allen SKUs verfügbar. Nicht alle Funktionen werden von allen Betriebssystemen unterstützt.
  5. Kein Produkt und keine Komponente kann absolut sicher sein.

Hinweise und Haftungsausschlüsse

Intel hat sich verpflichtet, die Menschenrechte zu respektieren und sich nicht an Menschenrechtsverletzungen zu beteiligen. Siehe die Globalen Menschenrechtsprinzipien von Intel. Die Produkte und Software von Intel dürfen nur in Anwendungen eingesetzt werden, die keine Verletzung eines international anerkannten Menschenrechts verursachen oder dazu beitragen.

Die Leistungsergebnisse basieren auf Tests zu den in den Konfigurationen angegebenen Daten und spiegeln möglicherweise nicht alle öffentlich verfügbaren Aktualisierungen wider.

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