随着嵌入式应用使用环境越来越广泛,在arm核心产品方面,则持续提升运算效能因应高效处理需求,而另一方面在高效pc应用已有丰沛资源的x86处理核心业者,则试图以pc技术优势回攻嵌入式应用,其中amd则计画使用apu技术的g系列/r系列嵌入式处理器,分别强攻高效与节能嵌入式应用领域。
以往嵌入式系统应用,大多会以强调低功耗的单板电脑、ipc工控电脑为主,这类应用大多以arm相关嵌入式处理器为基础,进行功能架构,但arm相关soc在效能与应用开发的资源与x86处理器为基础的应用平台相比,在消费性与影音应用相关的开发资源与应用条件相对较弱,这也让x86核心处理器产品在要求高效的box pc产品上有机会回攻嵌入式应用市场,甚至强攻单板电脑、ipc应用领域。
x86嵌入式应用解决方案 amd、intel各自推出产品
在x86处理器市场中,以amd与intel两家业者为首,其中intel拥有自家的core核心技术搭配intel hd系列显示加速核心,而amd则以加速处理单元(accelerated processing unit,apu)搭配自家的radeon显示核心进行整合,不只发展pc/nb用途的soc处理器与对应晶片组,连嵌入式应用产品需求也一并纳入产品线,积极抢攻嵌入式应用市场。
amd apu嵌入式应用架构,可令嵌入式系统平台达到近似pc水准的运行效能,且使用单晶片即可架构应用环境。
检视amd旗下的嵌入式应用产品,有针对低功耗应用的g系列嵌入式处理器,也有针对高效能处理需求设计的r系列嵌入式处理器。两款产品一致的特色均势以x86核心为其诉求,而导入x86的优势相当明显,有了x86电算平台环境,嵌入式系统平台的建构选择可以更为弹性,可以是一般常见的嵌入式平台系统,甚至也可以直接挂载一般pc/nb常用的作业系统(如windows xp),尤其硬体性能与资源是可挂载微软视窗作业系统优势,更可让嵌入式系统架构的开发资源多更多,让系统开发者可以快速部署嵌入式应用与后端开发需求。
x86嵌入式解决方案 具低功耗、高效能与多平台支援优势
但使用pc/nb系统较会有功耗与性能瓶颈问题疑虑,但实际上以x86核心基础的嵌入式应用平台,利用新一代的制程整合搭配soc异质核心封装技术,可在更小的晶片体积整合更快、更多的x86核心与图型加速单元,在效能上可让嵌入式应用系统平台达到接近一般pc的水准!而在新制程与更成熟的核心架构整合下,以x86核心的嵌入式系统解决方案,也可达到接近嵌入式系统的低功耗表现水准。
采用amd g系列嵌入式解决方案的工业电脑产品,可在功耗表现更好,甚至还可装载视窗系统进行应用开发。
检视amd的r系列嵌入式应用解决方案,主要是针对赌场、智能监控、高阶医疗影像处理、高效工业电脑。等应用领域开发的产品,而g系列嵌入式解决方案,则可面向极低功耗的嵌入式应用进行整合,平均功耗仅2.3w,可用于kiosk、端点销售系统、支付系统、stb机上盒。等嵌入式应用需求。虽然x86核心将整合产品做小并不容易,对于满足物联网(internet of things)的嵌入式应用需求相对较困难,但若是针对需要更高的储存需求、更高的硬体资源,甚至是强化的图型运算、重绘等应用环境,x86核心的嵌入式应用方案可以说是具备绝对的使用条件。
amd apu嵌入式解决方案 抢攻高绘图效能应用需求
以amd r系列嵌入式系统解决方案,此系列嵌入式处理器与trinity系列近似,也采用了piledriver架构,同时也在解决方案中搭配radeon hd 7000系列绘图晶片核心,为嵌入式应用需求提供接近pc的绘图效能。相较使用arm或其他嵌入式应用处理器,采用amd r系列嵌入式解决方案可以在公众显示器、赌场游戏机台、端点销售系统、kiosk、atm提款机。等需要使用者直接接触的应用情境下,轻易开发出具3d与丰富视觉互动效果与优异操作体验的应用机台。
而整合高效能gpu的优势还不光仅有影像的效能提升价值,因为在amd r系列嵌入式解决方案中,开发者还可利用gpu的高效运算能加速系统的加密/解密处理机制的运作速度,同时还可利用gpu的超高解析度图像应用支援,让嵌入式系统可因应医疗高阶图型成像处理、多路智能监控系统等平行运算环境应用。
amd嵌入式解决方案,利用异质核心的soc整合技术,将pc应用系统架构整合成单晶片解决方案。
amd r系列嵌入式解决方案,完整延续a系列的硬体特性,最多双模组、四核心的处理器架构,搭配整合radeon hd 7000g图形核心、2组64-bit ddr3记忆体控制器,3d图型加速处理可因应高阶的directx 11、opengl 4.2、opencl 1.1、directcompute应用技术,而在2d加速处理方面,新解决方案可提供高度优化的128-bit图型加速引擎,另搭配针对视频解码需求整合的uvd(unified video decoder) 3.2加速处理引擎,有了uvd技术整合,嵌入式系统可以轻易完成硬体解码h.264与vc-1格式编码的高解析度影片播放,甚至blu-ray disc、hd-dvd影音播放。
amd嵌入式apu在节能、低功耗应用表现亮眼
amd的g系列嵌入式解决方案,则是採取将低功耗cpu核心与独立显卡等级的gpu,利用製程工艺整合在同一颗应用处理单元(apu)中,g系列嵌入式解决方案搭配全新的功耗优化内核,可在紧凑的bga封装方案中提供近似pc的运算硬体资源与性能表现。
为了推广嵌入式市场应用,amd也与gizmosphere合作推出嵌入式系统开发主机板「gizmo board」,gizmo board机板内搭载amd g系列嵌入式apu(g-t40e),该解决方案即具备双核心系统架构、1ghz外部运作时脉,整合radeon 6250绘图核心, gizmo board可在整体10w耗电功耗下提供52.8 gigaflops(gflops)运算效能表现!
gizmo board为使用amd apu嵌入式解决方案开发的功能开发主机板(左上方方形区块,右方为开发板i/o介面板),体积虽小,但以有一般pc的运作效能与嵌入式系统平台的高稳定性表现。
得益于r嵌入式解决方案高度整合设计,gizmo board主机板尺寸仅10.16*10.16cm,gizmo board主机板可部署android、linux、rtos、windows多款作业系统,主机板也同时内建rj-45网路连接埠、2组usb 2.0、vga、aux-in等介面i/o,同时系统载板还提供sata标準连接介面,可利用gizmo board主机板直接进行多媒体播放器、连网装置、stb、连网电视、数位看板等开发应用用途。
apu架构多项强化功能 为amd嵌入式解决方案增添优势
另amd r与g系列嵌入式解决方案的编码应用支援,则有vce(video compression engine)压缩引擎,而vce支援上在几个重要的嵌入式应用有着决定性的导入优势!因为vce技术主要是用来改善影音压缩编码过度耗用应用处理器核心的问题,若没有vce技术支援,当嵌入式系统处理如多路智慧录影、监看任务时,会使得应用处理器核心必须处理大量的即时压缩视讯工作,不只会让应用核心出现高热、高功耗状态,也会导致嵌入式系统回应速度变慢。
amd嵌入式apu解决方案,利用低功耗核心整合,大幅降低x86解决方案的功耗问题。
有了vce技术支援,可以利用专属线路处理视频即时编码加速,快速完成影像编码压缩过程的处理与encode,避免视频编码过度消耗系统核心的运算资源,加速嵌入式系统回应速度、同时分散运行造成的功耗。在vce对影像编码处理的操作可分full mode/两大模式,在full mode状态,vce会用内部的硬体单元处理视讯完成preprocessing及encode,hybird mode状态,vce可tahiti构架的alu资源加速完成preprocessing过程,让嵌入式系统开发业者可以自己决定vce能力的配置,若不需这么强大的影音编码应用,则可让整体嵌入式系统更为精简,而有了vce整合支援,嵌入式系统要做到1080p即时编码并不会是问题。
在amd的apu嵌入式解决方案中,vce技术整合具关键应用价值,因为不只是gpu整合的异质多核心soc的应用,有了vce等于可以实践amd推广的fusion运算概念,透过异构加速处理实践apu在效能与节能的设计弹性,同时维持系统即低功耗的设计方针。而对于外设i/o支援方面,amd嵌入式应用方案也延续保留eyefinity,在嵌入式系统最多可达到同时连接4部独立显示器,可支援vga、dvi、hdmi、displayport多介面选择。此外,amd嵌入式应用解决方案还可搭配radeon e系列嵌入式独显,大幅提升图形与计算性能。同时,面向嵌入式系统开发应用,r系列嵌入式解决方案还支援das、dash、amd-v虚拟化技术、tpm(trusted platform module)等。
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