Intel嵌入方案导入新架构 强攻高效应用
- DIGITIMES企画
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为迎合高效能处理需求的嵌入式应用，尤其是多线影像智能监控、医疗影像处理等嵌入式应用项目，嵌入式系统所需处理的数据量极高，加上设备还需要具实时回应、同步处理要求，原有的嵌入式架构必须开始导入与一般PC同步的高性能处理器、硬件架构，以因应高效应用的处理需求...
越来越多需要高效处理的场合，为使用更小的机构空间、更低的功耗表现、更低的组构成本，原先必须使用高端电脑、或多部设备同步处理的应用环境，正逐步改用嵌入式系统(Embedded System)装置进行整合。而嵌入式系统硬件架构为满足高效处理应用需求，也必须导入更多、更新颖的设计架构，利用新的系统架构、与效能大幅改善的关键元件，组建满足高效运行的硬件基础。
嵌入式系统商机诱人 主流PC架构投入抢攻
看准嵌入式系统应用商机，除嵌入式系统业者开始尝试导入主流PC架构的核心元件，例如导入更快的存储器架构、更新的处理器/芯片组，甚至整合主流I/O界面，意图让嵌入式系统能与主流PC使用更新颖的高效能元件、架构，借此提升系统的整体运行效能。
但这波嵌入式系统应用商机也正在开始酝酿，像是需要高效影像实时处理与智能监控应用的系统需求，已有大量高效嵌入式安全监控系统产品在市场上竞争，尤其是目前遭逢全球不景气，企业导入安全监控设备无不想方设法降低设备投入成本，以往采多监控主机以分摊多线同步录影的设备采购思维，新的产品趋势是利用单机同时处理4~5路以上Real-time实时监控录影。
SSF架构具体积优势 导入新硬件架构将更能发挥优势
例如，以往对于入门或低成本要求的监控系统需求，可采行small form factor(SFF)小机构设计的单板电脑、搭配针对嵌入式应用最佳化的Pentium M处理器元件，同时整合针对嵌入式应用发展之915GME/945GME解决方案，这类整合小机构设置环境或单板、扩充卡形式的IPC，用于4~5路实时监控录影需求仍绰绰有余。
但相同实时监控工作负荷下，还需追加实时图像分析、主动式智能监控、入侵者实时追踪判断...等加值应用，同时又需维持超过多路实时影像撷取与处理，原采行SFF架构的Pentium M运算解决方案就会显得力不从心，嵌入式系统必须导入更新颖的系统架构、高效能处理器，搭配多执行绪、浮点运算、指令集与多执行绪技术，才可以因应更多间控制能应用，嵌入式系统较不会因为系统或I/O负荷影响监控系统的加值整合应用需求。
相同的，在医疗领域已开始利用高效能IPC或Box PC来替换医疗设备所需的电算功能！例如，最新的核磁共振实时造影的影像处理、输出，以前都必须仰赖专用PC整合强化实时高分辨率图档的运作需求，但现在碍于成本限制，已经让业者必须审慎思考投入升级设备的每一分钱。尤其在导入新硬件架构方向上，现有嵌入式系统硬件架构已大幅翻新，嵌入式系统业者也可导入效能表现更好的PCI Express汇流排，建构兼具易维护、成本低、效能强的嵌入式系统解决方案。
Ivy Bridge架构架构下 可使用更多先进元件与技术
以Intel来说，在低价或极低功耗应用之嵌入式系统，目前多以嵌入式Atom满足对应应用，而针对高效运算需求，则倾向以第三代多核心处理器i5/i7解决方案为主，例如针对高效处理嵌入式应用最佳化之Core i7-3615QE嵌入式处理器，在处理器的硬件资源即具备6MB快取存储器，元件外频可达到3.3GHz，其性能已具大幅改善效益，甚至整体处理器功耗仅45W，同时支持DDR3-1067~1600。
在高端Core i7-3615QE嵌入式处理器中，也支持了Intel最新的AES-NI，即可用来加速数据加密处理，提升保护重要媒体数据的安全性，此外还具备与一般PC相同的TB(Turbo Boost Technology 2.0)，可在需要高效处理应用时利用TB支持实时提升处理器效能，另外导入Core i7嵌入式处理器最关键的技术改进，即整合HT(Hyper-Threading Technology)针对多执行绪运算需求提供最佳化处理效能，这对于如多路影音实时录影、智能监控，甚至是医疗影像处理用途的嵌入式系统，可以用更有效率的处理进程，完成超高分辨率医疗图像快速处理。
对于嵌入式系统要求的节能与低功耗系统要求，以目前针对高端应用的Core i7嵌入式版本外，还有Core i5与Atom全系列嵌入式处理器产品，其中Core i7嵌入式处理器运作功耗视性能不同，设计方案可以选功耗17W~45W不等的产品，搭配配套的系统芯片组HM76/QM77 Express Chipset功耗也仅4.1W。而基于32nm制程的Atom嵌入式处理器，虽在效能无法与中/高端的Core i5/i7相比，但功耗表现依产品规格不同，可以自3.5W~10W不等选择，对应搭配的系统芯片组NM10 Express Chipset功耗仅1.5W。
新处理器、芯片组 带来更多硬件升级附加价值
另在vPRO技术方面，新款处理器架构在高端产品中还支持Active Management Technology技术方案，可搭配芯片组建构具线上遥控、管理的应用方案，让嵌入式系统可以轻松发展线上韧体与数据更新的云端维护机制。此外，在效能的重大改进是中/高端嵌入式x86处理器中，已全面导入VT(Virtualization Technology)虚拟化技术，即可以将数据处理与运算分别加载virtual machine monitor (VMM)运行，此技术一方面也解决了以往嵌入式系统效能改善不易的架构性问题，因为VT技术导入后，嵌入式系统可以更容易实践real-time的实时处理能力，同时针对原先在旧系统设计的软件也可更容易迁移至新硬件架构中。
瞄准嵌入式系统商机，Intel采新一代Ivy Bridge架构的Core芯片组，同时延伸第三代嵌入式系统平台专用的Core处理器系列，以因应HD、3D高复杂、巨量影像数据处理实时呈现，同时也提供更多联网功能开发技术，在提供强大运算效能与先进功能的同时，在处理器与芯片组整合下让嵌入式系统的扩充性与云端应用整合开发，有更多、更先进的开发资源，而不用受限过于陈旧的嵌入式系统架构。
USB 3.0、10/100/1000网络支持 使嵌入式系统应用大幅升级
同时，第三代嵌入式系统专用的Core酷睿处理器，已将绘图处理器整合到CPU中，绘图核心芯片与应用处理核心是形成高度整合的SoC设计方案，这对绘图核心来说，因为绘图处理核心可与应用处理核心共享快取存储器、内部连结高速汇流排等整合效益，可更进一步提高芯片内的运算与绘图处理效能！高端Core产品采用先进的22nm制程，搭配高端SoC设计方案，使嵌入式系统能保有一般高效能PC平台相同的浮点运算、AVX(先进矢量扩充指令集)、超执行绪(Hyper-Threading)...等最新处理器运算加速技术，由于在芯片产品均为针对嵌入式应用强化设计方案，嵌入式解决方案可适用于数码电子看板、智能监控系统、工业高端应用、医学图型处理...等应用领域。
也是受惠于全新的x86硬件架构，原本嵌入式系统在外设周边顶多支持至USB 2.0、10/100Base-T网络支持，在新款Ivy Bridge架构所搭配的HM76、QM77 Express Chipset芯片组支持下，导入新架构的嵌入式系统已具备10/100/1000Base-T高速网络支持，同时系统原生已可提供10组USB 2.0与4组USB 3.0高速界面。在高速影音支持项目上，第三代Core处理器，所内建的显示芯片，可以透过Express Chipset输出DisplayPort、HDMI等视讯输出，同时，针对音效支持还可输出High definition Audio，在多媒体的支持性能表现超越旧式嵌入式系统环境甚多。
除了Intel自家的芯片组外，原有投入USB主控芯片开发的业者，Intel、AMD逐步于新处理器方案配套的芯片组，纷纷加入原生USB 3.0界面支持后，也压缩了USB 3.0主控芯片的应用市场。Renesas Electronics、Fresco与TI等主控芯片业者也相继尝试将主控芯片应用方案，导入嵌入式系统(Embedded System)应用环境，创造更多应用空间，提供还未能及时全面更新至最新硬件架构的嵌入式应用系统，另一个扩充现有外设周边连接能力的新选择。
