AMD x86核心SoC抢攻嵌入式应用市场

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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。

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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。

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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!

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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。

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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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