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康佳特用于异构边缘计算的8核

康佳特用于异构边缘计算的8核

——— 基于AMD 锐龙™ 嵌入式V2000处理器系列的 COM Express Compact模块
2021/9/9 15:35:06

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当下嵌入式边缘计算的任务变得越来越复杂。最新推出的的AMD锐龙嵌入式V2000处理器支持多达8个核心和16个线程,为基于x86的嵌入式设计铺平了道路。康佳特在COM Express Compact大小的模块上以6核和8核的新世代Zen 2架构处理器补足了V1000处理器。

工业物联网(IIOT)连接和数字化趋势的延续,促使嵌入式系统必须处理越来越多的任务。其他任务包括收集需要转码的应用程序数据,以及有时使用人工智能(AI)进行本地分析。同时,全新按使用付费的模式已将设备、机器和系统转换为OEM收入来源,要求数据必须同时以高度安全的方式与客户的企业云和其他OEM应用程序交换。理想情况下,会持续监控嵌入式系统以防范恶意攻击。以上这些任务皆需要多个处理器并行,因此嵌入式系统中的每个额外核心都大受欢迎,且可利用实时性能管理程序技术分配专门任务。

基于V1000处理器技术,全新AMD 锐龙™嵌入式V2000处理器创建新标准,使COM Express Type 6模块首次支持8核处理器和16线程,且TDP规模能升至高达54瓦,也可降至10瓦。这对于许多无风扇嵌入式系统来说是至关重要的特性,且产生巨大的性能飞跃并显著提升多任务处理能力。得益于全新AMD嵌入式锐龙V2000系列,使用者可享受每瓦的处理能力增加一倍、IPC性能增加大约15%,以及相比上一代两倍的核心数。

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全新7nm Zen2微架构

相比于AMD锐龙嵌入式V1000处理器,这些显著提升的性能是通过目前采用7nm技术的新型Zen2处理器架构实现的。AMD保留了第一代Zen微架构的许多创新设计(例如CPU Core Complex (CCX)可集成最多4个核心)。

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在一个CCX中,每个核心都能以相同的低延迟访问共享的L2和L3缓存。与之前的V1000系列相比,每个CCX的L2缓存从2MB增加到4MB,并搭载8MB L3缓存。大小没有增加的L1缓存的带宽,从每个时钟周期的16KB吞吐量翻倍提升至32KB。而从128位翻倍增加至256位的浮点带宽,则显著加快了AVX2指令的处理速度。

其中一个影响是IPC率增加了15%。这些改进再加上更小的制造技术(从14纳米降至7纳米),使得每瓦多线程性能和单线程性能分别提高了200%和30%。

当前基准

AMD已使用权威基准来证明其AMD锐龙嵌入式V2000处理器的性能。AMD锐龙V2718处理器(标称TDP为15瓦,8核,基本时钟频率为1.7Ghz)与6核英特尔酷睿i7 10710U处理器(基准时钟率1.6GHz),以及4核英特尔酷睿i7 10510U处理器(标称时钟率1.8GHz)进行了比较。两者都是TDP为15瓦的第10代英特尔酷睿处理器。虽然6核和4核英特尔酷睿处理器在单线程性能方面与AMD锐龙V2000相当,但在多核性能方面,则有显著差异。

AMD锐龙V2000嵌入式处理器的速度在这方面是4核i7处理器的两倍多,且明显领先6核i7大约33%。AMD锐龙V2000处理器在图形性能方面同样处于有利地位。其在3D Mark Time Spy基准测试中比两款英特尔酷睿i7处理器的得分高出两倍多。英特尔锐龙V2000即使与TDP高得多的处理器(如TDP为45瓦、基准时钟频率为2.6GHz的6核英特尔酷睿i7 9750H处理器)相比,也具有令人印象深刻的出色性能。在单线程性能几乎相同的情况下,多线程性能和图形性能分别提高了约45%和近40%。

图形性能提升40%

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图形性能是除了纯粹计算能力之外,真正令人印象深刻的特性。集成于AMD锐龙嵌入式V2000 SoC的AMDRadeon™ RX Vega图形,提供多达7个GPU处理单元。基于第五代GCN架构的AMD Radeon显卡的GPU性能比上一代提高了40% ,工作时钟频率基于更

节能的7nm技术,在1.6GHz时接近300 MHz。

4x 4k UHD 支持

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因此AMD嵌入式锐龙V2000系列可以同时控制4个独立的4k显示屏——基于单通道10

位色深而具有无缝的60Hz刷新率,以及栩栩如生的高动态范围(HDR)再现。此外,数字x射线图像的显示需要10位色深的高质量医疗诊断系统,是除了沉浸式数字标牌和游戏应用之外最受益的应基准测试显示了一些显著的性能提升,而Cinebench R15 nT记录了140%的性能提升。

DirectX 12 和 OpenGL 4.4 提供3D图形支持,而集成的视屏引擎能实现硬件加速流媒体4k HEVC(H.265 and VP9) 视频(双向, 60 Hz),且不占用CPU。

Vega图形支持拥有最多4x DisplayPort 1.4, HDMI 2.1 以及 eDP 1.4的最新接口技术,以确保图形信号在全带宽到达显示器。得益于HSA和OpenCL 2.0的支持,深度学习工作负载也可以分配给GPU。

优化接口

AMD已经显著优化了接口并扩展了I/O,以满足如今倍受关注的高性能边缘系统和IPC的要求。AMD锐龙V2000处理器支持20个PCIe Gen 3通道,这比只提供16个通道(含4个附加PCIe通道)的V1000系列多了8个。V2000处理器甚至使完整的USB-C实现“开箱即用”。这是因为总共4个兼容10Gb/s的 USB 3.1 Gen 2 USB端口中,有2个同样支持USB模式功率输出和具有DisplayPort 1.4信号的Alt-DP,而新的SoC还支持4x USB 2.0。多达2x SATA 端口如前所述,可用于数据存储,但存储介质最好通过与4x PCIe配合,提供明显更多带宽的快速NVMe接口连接。AMD锐龙V2000 SoCs进一步支持一系列专门适合嵌入式市场的接口(如传统UART, I²C, SMBus, SPI 和 GPIOs)。

增强安全

AMD锐龙嵌入式V2000系列处理器显著改善了性能、效率和安全特性,以更好地防止未经授权访问存储数据或关键软件。AMD Memory Guard与AMD锐龙嵌入式V1000和R1000系列,一样支持AMD锐龙嵌入式V2000处理器中的如下几个安全特性:

- Secure Memory Encryption(安全存储加密),用于加密主存,可以防止物理攻击者访问机密数据以及帮助防御冷启动攻击。

- Secure Boot(安全启动),保护启动过程,以防止未经授权的软件或恶意软件接管重要系统功能。

- UEFI Secure Boot(安全启动),防止在系统启动时加载恶意代码或未授权软件

AMD锐龙嵌入式V2000处理器支持AES-NI对AES编码的数据进行硬件加速加密和解密,以确保性能不受加密数据编码和解码的影响。Zen2还为AMD处理器提供了预防知名的Spectre和Spectrev4漏洞的硬件保护,从而使OEM和用户不再依赖于固件或基于操作系统的安全机制。

COM Express Compact 模块

康佳特的全新 COM Express Type6 Compact 模块 conga-TCV2 支持AMD已推出的四种处理器版本的AMD锐龙嵌入式V2000系列。这些版本特别具有4MB L2缓存、8MB L3缓存,以及高达64GB的快速和节能64位双通道DDR4内存(最高3200 MT/s和支持最大数据安全的ECC)。最多7个处理单元的AMD Radeon™图形,支持需要高性能GPU数据处理的应用。因此conga-TCV2 模块借助3xDisplayPort 1.4/HDMI 2.1 和 1x LVDS/eDP,支持最多4个分辨率高达4k60的超高清独立显示屏。

面向更高性能的接口包括1x PEG 3.0 x8 和 8x PCIe Gen 3 通道, 2x USB 3.1 Gen 2, 8x USB 2.0, 最高2x SATA Gen 3, 1x Gbit Ethernet, 8 GPIOs, SPI, LPC, 以及单板控制器提供的 2个传统UART。

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RTS hypervisor监管程序以及微软Windows 10, Linux/Yocto, Android Q 和 Wind River VxWorks操作系统,均获得进一步支持。而安全性要求高的应用得益于可以帮助RSA、SHA和AES硬件加速加密和解密的集成AMD Secure处理器,还提供板载TPM支持。

完美适用于各种边缘设备

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这些令人印象深刻的功能,在目前COM Express Type 6模块的最高计算核心数和性能密度的引领下,注定了新的计算机模块将用于数字化和并行边缘分析——包括由基于康佳特RTS实时监管程序实施的虚拟机支持的工作负载平衡和整合。基于conga-TCV2模块且最多有16个线程的AMDRyzen V2000系列,使高性能嵌入式系统设计能够在指定TDP范围内,执行两倍多的任务。由于能够帮助解决不断增加的并行任务,而成为边缘计算的理想之选。在多达4个独立的4k60显示屏上,继续提供优秀的3D图形质量的集成图形也同样令人印象深刻——因为所有这些仅消耗10瓦即可从康佳特在市场上推出首个COM Express模块与AMD锐龙嵌入式V2000系列八核处理器基于康佳特COM Express Compact模块的新AMD锐龙嵌入式V2000处理器的关键性能指标54瓦TDP扩展到超低功耗配置。但是,并未随着新处理器的推出而过时的AMD锐龙嵌入式V1000系列,依然是较少核心的较低性能范围的最佳选择。

新模块的进一步用例,包括从工业机箱PC和轻薄客户端到具有令人印象深刻的计算和图形性能的嵌入式系统等所有标准的嵌入式应用。这些新模块也在智能机器人、机动性和自动驾驶汽车等使用深度学习来优化态势感知的应用中找到了重要市场。

有关新的高性能conga-TCV2 COM Express Type 6 Compact模块的更多信息,请浏览:

https://www.congatec.com/cn/products/com-express-type-6/conga-tcv2/

审核编辑(
王妍
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