Può sembrare strano che un lancio avvenuto in occasione di un’esposizione di elettronica commerciale (il Consumer Electronics Show, appunto) possa influire in misura tanto significativa sul mercato dell’elaborazione embedded in settori chiave quali quelli dell’assistenza sanitaria, industriale e della difesa. Invece è esattamente ciò che è accaduto a Las Vegas all’ultima edizione del CES con il lancio di una nuova famiglia di microprocessori targati Intel. I nuovi modelli, noti anche con il nome in codice Arrandale, sono stati commercializzati con i nomi definitivi Core i3, Core i5 e Core i7; quest’ultimo è sicuramente il più interessante dal punto di vista del mercato embedded.
Nel corso della stessa giornata dell’annuncio, si stima che siano stati lanciati non meno di 200 dispositivi embedded di vario tipo, tra cui cinque nuovi computer single board di GE Intelligent Platforms, tutti ovviamente basati sul nuovo processore Core i7 (Fig. 1).
Il lancio è stato particolarmente importante per il settore dell’elaborazione embedded in quanto almeno 12 dei 27 nuovi prodotti lanciati dall’azienda sono stati espressamente ideati per applicazioni di questo tipo.
Fig. 1 – Il 7 gennaio scorso sono stati lanciati oltre 200 prodotti embedded basati sul nuovo processore Intel Core i7
L’importanza della geometria
Sono diverse le caratteristiche che rendono i nuovi processori Intel particolarmente interessanti. Prima di tutto, per questi prodotti Intel ha indicato una vita utile supportata di sette anni. Si tratta di un riconoscimento della notevole differenza tra il principale mercato di Intel, quello dei PC, caratterizzato da una vita utile dei prodotti molto più breve, e le esigenze del mercato embedded, nel quale le applicazioni implementate hanno una durata di molti anni. Anche se i processori Intel sono ormai presenti in misura sempre più massiccia nelle applicazioni embedded, quest’ultimo lancio indica che l’azienda attribuisce una certa importanza a questo particolare mercato in questo particolare momento. Un portavoce dell’azienda ha infatti dichiarato che questo mercato rappresenta ormai per l’azienda un valore superiore al miliardo di dollari all’anno.
I nuovi processori Intel sono realizzati mediante processo produttivo a 32 nanometri, che sostituisce quello a 45 nanometri utilizzato fino ai prodotti della generazione precedente. Questa evoluzione ha una serie di effetti non trascurabili. In primo luogo, la contrazione delle dimensioni permette al processore di fornire prestazioni superiori con un consumo energetico (e quindi una dissipazione termica) inferiore - in definitiva un rapporto “performance per Watt” nettamente migliore. Storicamente, i produttori di processori come Intel si sono concentrati quasi esclusivamente sulle prestazioni, che venivano incrementate tramite aumenti regolari della frequenza del clock. Al crescere dell’importanza dei dispositivi di elaborazione mobile come per esempio laptop, netbook e tablet, l’attenzione si è necessariamente spostata sull’aspetto energetico, senza ovviamente per questo penalizzare le prestazioni. La focalizzazione sulla diminuzione dei consumi non è imputabile solamente al fatto che i dispositivi mobili sono alimentati da batterie, ma anche alle maggiori difficoltà di raffreddamento, ragion per cui è indispensabile ridurre al minimo la dissipazione termica.
Tutte buone notizie per il settore embedded. Non solo si riducono i costi, ma la contrazione dei consumi energetici permette di soddisfare la richiesta di una maggiore attenzione verso le tematiche ambiente, mentre la diminuzione del carico termico permette di implementare soluzioni di elaborazione embedded in applicazioni nelle quali il raffreddamento rappresenta un problema di non semplice soluzione.
Intel mette a disposizione una linea di soluzioni che permette di scegliere tra prestazioni o consumi: per il processore Core i7 sono disponibili tre livelli di potenza massima dissipabile (TDP), vale a dire 35 W, 25 W e 17 W, corrispondenti a frequenze del clock pari a 2,53 GHz, 2,0 GHz e, rispettivamente, 1,06 GHz. Secondo le prime indicazioni, rispetto ai prodotti precedenti, il processore Core i7 garantisce un aumento (stimato in circa il 20%) delle prestazioni di elaborazione per unità di potenza assorbita, oppure una riduzione del consumo energetico per unità di prestazioni di elaborazione. GE Intelligent Platforms offrirà tutte e tre le versioni come opzioni realizzative.
L’avanzato processo produttivo adottato da Intel per il nuovo processore consente di ottenere un maggior livello di integrazione. Le soluzioni, che in precedenza prevedevano 3 chip, ne richiedono ora soltanto 2. Il tradizionale chip Northbridge non è infatti più necessario, perchè il processore Core i7 integra al suo interno il controllore della memoria e le interconnessioni PCI Express. Oltre a migliorare le prestazioni, ciò permette di liberare ulteriore e prezioso spazio sulle schede dei circuiti stampati, favorendo l’integrazione di ulteriori funzioni. Nel caso del computer single board CompactPCI CT12 6U di GE Intelligent Platforms, ciò consente di offrire fino a due alloggiamenti PMC o XMC, fino a 16 GByte di memoria Flash e un ampio ventaglio di opzioni di connettività (Fig. 2). Questo è precisamente il tipo di densità e flessibilità funzionale il richieste per il settore dell’elaborazione embedded.
Fig. 2 – Il computer single board CompactPCI CT12 6U di GE Intelligent Platforms sfrutta in maniera ottimale le caratteristiche del processore Intel Core i7
Un insieme di funzionalità avanzate
Il processore Core i7 mette a disposizione le funzionalità richieste da numerose applicazioni di elaborazione embedded. Dispone, ad esempio, di una capacità di calcolo in virgola mobile essenziale per applicazioni avanzate e sofisticate come quelle di imaging, di riconoscimento delle forme, di elaborazione dei dati provenienti dai sensori e così via, nonché per qualunque applicazione in cui sia richiesta un’elaborazione digitale dei segnali. Il modello Core i7 supporta le memorie dotate di verifica e correzione degli errori (ECC, Error Checking and Correction). Sebbene questa capacità non sia particolarmente importante per il mercato dei PC, è fondamentale per molte applicazioni embedded di tipo mission-critical dove è necessario assicurare l’integrità dei dati. In molte applicazioni in ambito militare/aerospaziale risulta essere un requisito imprescindibile.
Un altro punto di forza del processore Core i7 è rappresentato dalle capacità grafiche integrate al suo interno. Questo non eliminerà completamente il ricorso a soluzioni grafiche esterne, perlomeno non in tutte le applicazioni (benché le prime indicazioni di GE Intelligent Platforms mostrino un livello di prestazioni paragonabile a quello delle schede esterne di precedente generazione), ma ne ridurrà di molto l’adozione. Per supportare in maniera adeguata queste potenzialità grafiche, , il computer CT12 prevede fino a due porte DVI.
La maggior parte dell’attenzione dedicata al lancio del processore Intel Core i7 si è concentrata sulle funzioni Turbo Boost, Hyper Threading e simili. Queste funzioni forniscono prestazioni eccellenti per unità di potenza assorbita, ma in realtà il loro autentico interesse per il mercato embedded consiste soltanto nel fatto di far sì che aziende come Intel, per ottenere miglioramenti consistenti delle prestazioni, si stiano concentrando su f
attori che vanno oltre il semplice aumento della frequenza del clock e la riduzione delle dimensioni del die.
In definitiva, i nuovi processori targati Intel rivestono un significato particolare non solo perché consentono lo sviluppo di soluzioni funzionali ed efficienti come il computer CT12 di GE Intelligent Platforms, ma anche perché confermano Intel tra i protagonisti del mercato dell’elaborazione embedded.