Embedded Plattformen mit 13. Gen Intel Core im Überblick

Die 13. Generation der Intel Core Prozessoren (früherer Codename Raptor Lake) basiert auf derselben Architektur und demselben Sockel (Sockel LGA 1700) wie die Vorgängerversion (Alderlake), bringt aber deutliche Leistungsverbesserungen bei reduziertem Energiebedarf. Intel weist darauf hin, dass die mit den 13th Gen CPUs erreichte Kombination aus Leistung, Effizienz und Flexibilität besonders bei „Edge“-Anwendungen neue Perspektiven eröffnet. Die Prozessor-Modelle Intel Core i9-13900E und Intel Core i9-13900TE sind genau darauf ausgelegt. Eine wichtige Neuerung aus Sicht von Industriekunden ist zudem, dass ausgewählte Raptorlake-P Prozessoren auch wieder für den industriellen Temperaturbereich zugelassen sind.

Aaronn Electronic hat sich bereits mit den vorgestellten Plattformen führender Hersteller beschäftigt, die auf Intel Core Prozessoren der 13. Generation basieren und sich damit besonders für anspruchsvolle Applikationen eignen. Durch seine engen Beziehungen zu den führenden Anbietern kann Aaronn auch bei Embedded-Projekten mit KI-Anforderungen herstellerunabhängig immer den jeweils bestmöglichen Ansatz vorschlagen.

Einsatzmöglichkeiten und Stärken der neuen Intel-Prozessoren

Für die neuen CPUs sieht Intel im Embedded-Bereich vielfältige Einsatzmöglichkeiten – von Retail, Bildungswesen, Banken über Restaurants und Hotels und den Healthcare-Sektor bis zum Einsatz in der Industrie, Smart Cities und im Transportwesen. Die integrierte Grafikunterstützung bringt etwa Vorteile bei Digital Signage und IFPDs (interactive flat panel displays). Die ebenfalls integrierte AI-Beschleunigung kommt unter anderem bei Analyse-Anwendungen in der Medizin oder dem Transportwesen zum Tragen. Beides zusammen verbessert in der Industrie die Möglichkeiten der Bildauswertung durch Maschinen und die Echtzeit-Fähigkeiten. Industrie-PCs und HMIs profitieren generell von der besseren Performance.

Die schon mit der 12. Generation (früherer Codename Alderlake ) eingeführte Hybridarchitektur hat Intel für die neue CPU-Generation deutlich verbessert. Die Performance-Hybrid-Architektur unterscheidet zwischen Performance-Kernen und Effizienz-Kernen (P-Kern und E-Kern). Intel Core Prozessoren der 13. Generation verfügen über bis zu 8 P-Cores und 16 E-Cores.

Ein Performance-Kern sorgt bei rechenintensiven Anwendungen für hohe Single-Thread-Leistung und Reaktionsschnelligkeit. Ein Effizienz-Kern stellt für Anwendungen, die parallel laufen können, Multithread-Leistung bereit und übernimmt Hintergrundaufgaben, wodurch sich die Multitasking-Fähigkeiten verbessern. Außerdem hilft die Hybridarchitektur Energie zu sparen, indem sie in Zeiten geringer Auslastung die Efficent-Kerne nutzt und die Performance-Kerne nur zuschaltet, wenn diese tatsächlich benötigt werden.

Den passenden Workload zur richtigen Zeit dem richtigen Kern zuzuweisen ist die Aufgabe des Intel Thread Director. Der bringt bereits unter Windows 10 erhebliche Vorteile, funktioniert aber künftig unter Windows 11 noch besser.

Interessant sind bei der neuen Prozessor-Generation auch der langfristiger Software-Support durch Windows 10 IoT Enterprise 2021 Long-Term Servicing Channel (LTSC) und Intels Zusagen für die Langzeitverfügbarkeit.

Embedded-Plattformen für Intels 13. Core-Generation

Die führenden Anbieter von Boards und Modulen haben bereits erste Produkte vorgestellt und einen Ausblick auf ihre Pläne gegeben.

Advantech bringt unter anderem für Intels 13. Core-Generation ausgelegten Single Board Computer PCE-5133 und PCE-5033. Diese PICMG 1.3 Full-Size SBCs nehmen bis zu 64 GB DDR5 5600 auf. Auch der lüfterlose Embedded Box PC Advantech MIC-770 V3 unterstützt mit zwei Memory-Slots bis zu 64 GB DDR5 4800. Er bietet neben den vorhandenen Schnittstellen für zwei Displays (VGA/HDMI), LAN (2x), USB 3.2 (8 x) optional auch NVMe M.2 und iDoor-Support. Damit kann er über Advantech i-Modules nahezu beliebig erweitert werden.

Im Bereich der kompakten Industrie-PCs ist der IPC-320 einer der Vorreiter in Bezug auf die neuen Intel-Prozessoren. Er verfügt über zwei DIMM-Sockets mit bis zu 64 GB DDR4-3200, unterstützt über HDMI/DisplayPort zwei Displays, verfügt über 2 x GbE LAN und acht USB-Ports sowie je einem Slot für PCIe x16 (Gen4) und PCIe x4. Der IPC-320 kann ebenso wie die anderen Advantech-Plattformen auf Basis der 13th Gen Intel Core Prozessoren noch 2023 erwartet werden.

ADLINK bringt für die neuen Intel-Prozessoren zuerst das COM-Express-Modul „Express-RLP“ und das COM-HPC Client Modul „COM-HPC-cRLS“ auf den Markt. ADLINK Express-RLP unterstützt bis zu 64 GB DDR5 SO-DIMM und PCIe Gen4. Es ist generell für hohe Leistung bei geringem Energieverbrauch und ein außergewöhnlich gutes Performance-per-Watt-Verhältnis ausgelegt. Das Modul unterstützt KI für IoT-Anwendungen mit 15, 28 und 45 W TDP. Für Echtzeitanforderungen ist es mit Intel TCC (Time-Coordinated Computing) and TSN (Time Sensitive Networking) gerüstet.

Das gilt auch für das COM-HPC Client Modul „COM-HPC-cRLS“. Es nimmt bis zu 128 GB DDR5 Memory au und ist mit COM-HPC und der damit möglichen Nutzung von PCIe Gen5 besonders zukunftssicher.  Dank Intel DL-Boost, welches auf AVX512-VNNI basiert, ist eine interessante Besonderheit die Unterstützung für AI-Inferenz-Workloads – also die Anwendung der von anderen System gelernten Modelle. Das erleichtert die praktische Nutzung von KI durch gelernte Erkenntnisse. Es verkürzt auch die Einführungszeit und reduziert den Aufwand für den Datenverkehr. Denn ähnlich wie ein Mensch in einem Text ein Wort oder in einem Bild eine Ampel sofort erkennt, können AI-Applikationen mit Inferenz unmittelbare Ergebnisse liefern – ohne dafür große Datenmengen analysieren oder zur Analyse weiterleiten zu müssen.

COM-Express-Module auf Basis von Intels 13. Core-Generation

Kontron begrüßt Intels 13. Core-Generation mit drei COM-Express-Modulen: COMe-bRP6, COMe-cRP6 und COMe-mRP10. Möglich sind DDR5 SO-DIMMs oder LPDDR5-Speicher mit bis zu 32 GB (COMe-mRP10) oder 64 GB. Auch hier ist für Echtzeit-Applikationen TSN-Unterstützung optional verfügbar. Ebenfalls optional ist eine NVMe-SSD mit bis zu 1 TByte onboard integrierbar.

Ein Novum ist das Modul COMe-mRP10: Damit bietet Kontron Intel^–Core-Technologie erstmals auf einem Modul im Format COM Express Mini an. Das ermöglicht besonders hohe Performance mit besonders kleinem Footprint (55 x 84 mm).

Auch SECO erweitert seine COM Express Module mit einer Lösung auf Basis von Intels 13. Core-Generation. Das COM Express Rel. 3.1 Type 6 Modul “CALLISTO” ist ebenfalls für KI optimiert. Dazu tragen unter anderem Intel Deep Learning Boost (Intel DL Boost) sowie eine Intel Distribution des OpenVINO-Toolkits für optimierte und architekturübergreifende Deep-Learning-Inferenz bei.

Eine große Vielfalt an Schnittstellen sowie Unterstützung für die Betriebssysteme Microsoft Windows 10 und Linux Ubuntu sorgen für Flexibilität. Mit der integrierten Intel Iris XeGrafik unterstützen 96 Grafikausführungseinheiten bis zu vier gleichzeitig betriebene 4K-Displays.

Starke Partner: Aaronn und Intel

Aaronn Electronic ist Titanium Partner der Intel® Partner Alliance und damit einer der Partner auf der höchsten Stufe des globalen Partnerprogramms von Intel®. Diesen Status hat sich Aaronn Electronic nicht zuletzt durch die Entwicklung und Realisierung maßgeschneiderter Industrie-PC-Lösungen auf Basis der jeweils neuesten Plattformen und Technologien von Intel® erarbeitet. Durch den Titanium Status haben alle Mitarbeiter Zugang zu einer Vielzahl zusätzlicher Leistungen von Intel, darunter dem Intel® Solution Marketplace, der Intel® Partner University, privilegiertem Entwicklungssupport und technischem Support, wovon Aaronns Kunden profitieren.