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EMBEDDED 56 • maggio • 2015
cuzione di scenari militari operativi. Nessuna
guerra futura potrà essere vinta senza IT, e in
questo quadro l’hardware e il software per l’HPC
supporteranno la supremazia nell’aria e nel-
lo spazio, e l’intelligence necessaria per creare
analisi e modelli delle trasformazioni climatiche,
degli effetti di eventi catastrofici, ed elaborare
informazioni utili per programmare operazioni
di emergenza e interventi umanitari nelle zone
colpite o negli scenari di guerra.
Potenza computazionale ’compressa’
Passando dal classico computing ad alte presta-
zioni descritto finora, all’HPC in applicazioni
embedded, o HPEC (high performance embedded
computing), il salto tecnologico non è banale. La
sfida è cogliere dal mondo del supercomputing
convenzionale le migliori tecnologie best-of-breed
- quindi processori (Intel Core i7, GPU NVIDIA e
così via) e tecnologie d’interconnessione (10 giga-
bit Ethernet, Infiniband) di ultima generazione
- e adattarne la progettazione per trasferirle in
campo militare e aerospaziale, attraverso l’ado-
zione di schede e sistemi ’rugged’ che vengono
supportati per il loro intero ciclo di vita.
La sfida è anche integrare in spazi molto più ri-
stretti – idealmente, in alcuni casi, si potrebbero
esemplificare con le dimensioni di una scatola da
scarpe – una potenza computazionale sul model-
lo di quella disponibile, e ospitata, in ampie sale
dati. Non solo: in particolare, le applicazioni em-
bedded in campo militare o aerospaziale devono
di norma soddisfare stringenti requisiti SWaP
(size, weight and power) e di estrema robustez-
za a shock termici, vibrazionali o di altro genere,
senza per questo compromettere le prestazioni di
elaborazione in real-time dei dati, generati oggi
da un numero crescente di sensori e dispositivi
elettronici disseminati nella Internet of Things.
Per rispondere a queste sofisticate esigenze di
elevata potenza racchiusa in form factor molto
compatti, il ricorso alle tecnologie tradizionali
non è sufficiente o indicato. Per questo la filoso-
fia progettuale delle architetture HPEC prevede,
a seconda delle implementazioni, l’integrazione
nel sistema di differenti tecnologie di elabora-
zione embedded. Dunque semiconduttori e chip
embedded di tipologie diverse, integrati in un’ar-
chitettura eterogenea, formata di diversi core
di elaborazione. In funzione delle necessità, i
classici microprocessori di tipo general-purpose
(GP) possono essere sostituiti o affiancati da
Sistemi HPEC:
alcuni esempi
Diversi sono gli esempi di sistemi HPEC per
applicazioni nel mondo Difesa e aerospazio.
Uno può essere rappresentato dal computer
embedded DuraHPC 5-21, che basa
il proprio funzionamento su due GPGPU small
form factor Kepler, ed è progettato
per portare le performance tipiche del calcolo
parallelo su applicazioni militari e aerospaziali
che operano in condizioni estreme e devono
contenere i consumi. Un’altra soluzione è il
’6U OpenVPX HPEC Starter System’ di
, una piattaforma ’appli-
cation ready’ in grado di integrare processori
Intel Core i7 di seconda e terza generazione,
oltre a GPGPU NVIDIA. Ma si possono an-
che citare i prodotti basati sul programma
Fabric40, sviluppato da Curtiss-Wright Con-
trols Defense Solutions, e finalizzato a ren-
dere disponibili sul mercato per i system in-
tegrator una famiglia di moduli embedded in
grado di includere tutti gli aspetti dei requisiti
HPEC, ed equipaggiabili con CPU, FPGA, DSP,
GPGPU, switch e soluzioni di I/O in grado di in-
teroperare senza soluzione di continuità con
tecnologie d’interconnessione come 40 giga-
bit Ethernet e PCIe.
Fig. 2 – Il percorso evolutivo delle architetture
HPEC