隨著最近第三代英特爾酷睿處理器的停產(chǎn)，行業(yè)將如何進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型？

所有行業(yè)的組織都在尋找利用人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)大趨勢(shì)的方法。這些支持技術(shù)不僅僅是提高效率和降低成本，還允許實(shí)施新的應(yīng)用程序、服務(wù)和收入模式。

然而，當(dāng)今運(yùn)行的許多電子系統(tǒng)通常部署 5 年、10 年或更長(zhǎng)時(shí)間，這使得 OEM 和系統(tǒng)集成商難以利用新的技術(shù)進(jìn)步。事實(shí)上，在這個(gè)快速創(chuàng)新的時(shí)代，傳統(tǒng)電子系統(tǒng)的存在會(huì)加速技術(shù)和業(yè)務(wù)的過(guò)時(shí)。

工業(yè)自動(dòng)化、醫(yī)療保健和測(cè)試與測(cè)量等領(lǐng)域就是這種情況，其中許多電子系統(tǒng)都是圍繞集成架構(gòu)設(shè)計(jì)的。這使得工程師很難采用最新技術(shù)，因?yàn)橛眯陆M件升級(jí)集成系統(tǒng)通常會(huì)導(dǎo)致兼容性問(wèn)題。因此，每次組件或子系統(tǒng)過(guò)時(shí)，整個(gè)設(shè)計(jì)都會(huì)變得越來(lái)越過(guò)時(shí)。

目前，這是圍繞最近停產(chǎn)的第三代英特爾酷睿處理器產(chǎn)品線設(shè)計(jì)的許多設(shè)備所面臨的情況。

盡管如此，人工智能和物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)仍然難以忽視。收集設(shè)備或過(guò)程數(shù)據(jù)并將其傳輸?shù)饺斯ぶ悄芸梢粤⒓串a(chǎn)生可操作的見解。這正在改善上述行業(yè)的業(yè)務(wù)和運(yùn)營(yíng)功能：

在自動(dòng)化方面，他們可以通過(guò)預(yù)測(cè)性維護(hù)減少設(shè)備停機(jī)時(shí)間、提高制成品的產(chǎn)量和質(zhì)量、優(yōu)化供應(yīng)鏈并提高工作場(chǎng)所的安全性。

在醫(yī)療保健中，它們可以提高診斷的準(zhǔn)確性和患者護(hù)理的質(zhì)量，簡(jiǎn)化行政流程，并降低總體住院費(fèi)用。

在測(cè)試和測(cè)量中，它們可以提高測(cè)量的準(zhǔn)確性、減少所需的測(cè)試周期數(shù)、釋放人力資源并降低開支。

基于 COM Express 的模塊化設(shè)計(jì)使組織能夠充分利用這一潛力，同時(shí)最大限度地利用對(duì)新系統(tǒng)和舊系統(tǒng)的現(xiàn)有工程投資。

COM 中的互聯(lián)智能

COM Express 通過(guò)將計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和其他資源與核心系統(tǒng)功能分離來(lái)解決集成系統(tǒng)架構(gòu)的挑戰(zhàn)。它通過(guò)基于計(jì)算模塊和底層載板的兩板架構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。載板可以使用特定應(yīng)用的 I/O 進(jìn)行定制，允許在 COM Express 計(jì)算模塊和系統(tǒng)的其余部分之間傳輸數(shù)據(jù)和電力。

因此，舊的 COM Express 計(jì)算模塊可以替換為包含 AI 或以物聯(lián)網(wǎng)為中心的功能的新模型。鑒于最近流行的第 3 代 Intel Core 處理器停產(chǎn)， COM Express 以第 7代Intel Core 嵌入式處理器的形式提供了一條可擴(kuò)展的前進(jìn)道路。

第七代酷睿嵌入式處理器基于 Kaby Lake 微架構(gòu)，提供多達(dá)四個(gè)內(nèi)核和 4.2 GHz 的最大時(shí)鐘頻率，可配置的 TDP 僅為 35W。這些設(shè)備還集成了一系列面向人工智能和物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的功能，包括：

英特爾高級(jí)矢量擴(kuò)展 2為浮點(diǎn)計(jì)算提供優(yōu)化指令，并為融合乘加 （FMA） 操作提供 256 位整數(shù)指令。這些類型的算術(shù)對(duì)于高效、精確地執(zhí)行 AI 和機(jī)器學(xué)習(xí)算法至關(guān)重要。可以使用英特爾? OpenVINO 工具包等AI 開發(fā)框架為第 7代酷睿處理器的集成高清圖形單元或Movidius 視覺處理單元 （VPU）等配套加速器開發(fā)和優(yōu)化此類算法。

支持高達(dá)64 GB 的 2133 MHz DDR4 內(nèi)存，這對(duì)于 AI 推理至關(guān)重要，因?yàn)?CPU 使用寬矢量單元進(jìn)行上述高級(jí)算術(shù)。

英特爾保護(hù)技術(shù) （IPT）、英特爾 AES-NI、英特爾內(nèi)存保護(hù)擴(kuò)展 （MPX）等安全技術(shù)有助于保護(hù)啟動(dòng)序列、敏感數(shù)據(jù)和內(nèi)存區(qū)域免受網(wǎng)絡(luò)攻擊和軟件漏洞的影響。在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)環(huán)境中，它們還加速加密工作負(fù)載以釋放主 CPU 上的資源，并提供可用于遠(yuǎn)程身份驗(yàn)證的唯一、不可更改的身份。

Intel vPro提供虛擬化和遠(yuǎn)程管理功能，使嵌入式系統(tǒng)能夠像企業(yè)服務(wù)器一樣運(yùn)行。英特爾虛擬化技術(shù)（英特爾 VT-x）可以幫助對(duì)多核設(shè)備進(jìn)行分區(qū)，以便托管企業(yè)功能的某些內(nèi)核可以使用新軟件更新，例如企業(yè)持續(xù)交付模型。這同時(shí)與系統(tǒng)的其他實(shí)時(shí)功能保持隔離。vPro 還包括遠(yuǎn)程管理規(guī)定，以便可以通過(guò)無(wú)線或有線安全地監(jiān)控、升級(jí)或修復(fù)設(shè)備。

使用 COM Express 連接傳統(tǒng)和機(jī)遇

憑借凌華科技的 10 年生命周期支持和對(duì)英特爾嵌入式 CPU 的 15 年支持，第 7代基于英特爾酷睿的 Express-KL2 和第 6代基于英特爾酷睿的 Express-SL2 是遷移舊設(shè)備進(jìn)入時(shí)代的可行選擇AIoT 系統(tǒng)。

最值得注意的是，COM Express Type 2 模塊擁有一個(gè) VGA、PATA IDE 和 PCI 兼容的引腳排列，使其能夠與已經(jīng)進(jìn)入其部署生命周期的一系列系統(tǒng)進(jìn)行接口。它們還與 Windows 7、Windows Embedded Standard 7、Windows 8.1 和 Embedded Linux 等操作系統(tǒng)原生兼容。因此，無(wú)需重新集成新的載板、計(jì)算模塊和軟件，基于流行的 COM Express Type 2 規(guī)范的現(xiàn)有系統(tǒng)可以通過(guò)簡(jiǎn)單地插入 Express-SL2 或 KL2 處理器模塊來(lái)利用現(xiàn)代處理器功能。

圖 1. Express-SL2/KL2 的 2 類引腳支持 PCI、PATA IDE 和 VGA 等傳統(tǒng)接口，只需更換計(jì)算模塊即可使現(xiàn)有系統(tǒng)遷移到現(xiàn)代性能對(duì)于著手進(jìn)行新系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工程團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)，COM Express 架構(gòu)的好處是顯而易見的。標(biāo)準(zhǔn)的流行和架構(gòu)的模塊化提供了一條直接的遷移路徑，可以維持和現(xiàn)代化產(chǎn)品數(shù)十年。但另一方面，對(duì)于基于集成架構(gòu)的遺留系統(tǒng)，可能需要進(jìn)行改造。

在這些情況下，上述對(duì) Express-SL2/KL2 等平臺(tái)上的傳統(tǒng) I/O 和軟件的支持是可能的。凌華科技設(shè)計(jì)服務(wù)器可以協(xié)助進(jìn)行 BIOS 修改、硬件遷移，甚至進(jìn)行測(cè)試以支持改造項(xiàng)目。雖然短期內(nèi) NRE 投資較高，但重用技術(shù)和延長(zhǎng)具有現(xiàn)代化處理器綜合體的機(jī)器的能力很容易抵消這些成本。

希望為基于 Express-SL2/KL2 的設(shè)計(jì)添加突破性 AI 性能的工程師可以利用上述英特爾 OpenVINO 工具包開發(fā)在第 6 代和第 7 代主機(jī)核心處理器的集成圖形內(nèi)核上運(yùn)行的精確AI推理算法。

對(duì)于需要更高 ML 性能的設(shè)計(jì)，可以在配套載板上配備諸如 Movidius X VPU 之類的離散 AI 加速器。這些用于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理工作負(fù)載的極低功耗硬件加速器集成了專門的視覺處理內(nèi)核，可用于增強(qiáng)主機(jī)處理器的 AI 性能或?yàn)椴话?AI 兼容主機(jī)的 COM Express 設(shè)計(jì)提供 AI 計(jì)算能力。

再一次，將加速器安裝在載板上，工程師可以為未來(lái)提供更多選擇和更大的靈活性。

除了第 6代和第 7代 Core 處理器之外，Express-SL2/ KL2還支持 Intel Xeon 處理器和 Intel Celeron 設(shè)備。除了 0oC 至 60oC 至 -40oC 至 +85oC 工作溫度范圍選項(xiàng)外，這種廣泛的處理器支持為 Express-SL2 和 -KL2 系統(tǒng)提供了可滑動(dòng)的性能和功耗，以滿足大多數(shù)自動(dòng)化、醫(yī)療保健和測(cè)試系統(tǒng)。

簡(jiǎn)化數(shù)字化轉(zhuǎn)型

凌華科技的 Express-SL2/KL2 模塊等解決方案能夠升級(jí)產(chǎn)品，同時(shí)保持之前的硬件和軟件投資，可以將系統(tǒng)推向互聯(lián)智能領(lǐng)域。

例如，在醫(yī)療保健行業(yè)，原始設(shè)備制造商正在利用這些設(shè)備升級(jí)超聲、X 射線和內(nèi)窺鏡機(jī)器，這些機(jī)器受益于當(dāng)前一代英特爾處理器在 3D 成像應(yīng)用中提供的改進(jìn)的圖形和視頻編碼/解碼性能。在自動(dòng)化領(lǐng)域，Express-SL2/KL2 上增強(qiáng)的多核性能和千兆以太網(wǎng)接口正在支持工業(yè) 4.0 設(shè)計(jì)，使企業(yè)和運(yùn)營(yíng)應(yīng)用程序能夠在相同的硬件上以及立即訪問(wèn) IP 網(wǎng)絡(luò)。測(cè)試和測(cè)量系統(tǒng)正在利用該平臺(tái)為日益復(fù)雜的仿真增加越來(lái)越多的性能。

而且，隨著下一代計(jì)算、內(nèi)存和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)被集成到先進(jìn)的 SoC 中，未來(lái)的 COM Express 技術(shù)將幫助這些行業(yè)的設(shè)計(jì)人員繼續(xù)最大化他們的 IP。

審核編輯：郭婷