Mit 13. Generation Core-Prozessoren
Viel Schwung für MedTech-KI und das IoMT
Mit Intels 13. Generation der Core-Prozessoren lässt sich die Leistung von Medical Embedded-Systemen deutlich steigern. Auch KI-Applikationen profitieren von einer höheren Rechen-Power für Inferenzen und das Tranieren von Algorithmen.
Die 13. Generation der Intel-Core-Prozessoren – Codename: Raptor Lake – basiert auf derselben Architektur und demselben Sockel (LGA 1700) wie die Vorgängerversion Alder Lake. Sie bringt aber eine deutlich verbesserte Leistung bei reduziertem Energiebedarf mit sich. Laut Intel öffenen sich für Embedded-Hersteller mit der 13. Generation der Core-CPUs besonders bei Medical Edge-Applikationen neue Perspektiven. Das gelingt mit einer Kombination aus Leistung, Effizienz und Flexibilität. Genau hierauf sind die Prozessormodelle »Core i9-13900E« sowie »Core i9-13900TE« ausgelegt. Eine wichtige Neuheit aus Sicht von Medizintechnik-Fertigern ist zudem, dass ausgewählte Raptor-Lake-P-Prozessoren für den industriellen Temperaturbereich zugelassen sind.
Aaronn Electronic hat sich mit den bereits vorgestellten Plattformen einiger Embedded-Herstellern beschäftigt, die auf Core-Prozessoren der 13. Generation basieren und sich besonders für anspruchsvolle Applikationen eignen. Augrund der engen Beziehungen zu den Anbietern kann Aaronn Electronic beispielsweise bei Embedded-Projekten mit Anforderungen hinsichtlich künstlicher Intelligenz (KI) herstellerunabhängig den jeweils bestmöglichen Ansatz vorschlagen.
Einsatzmöglichkeiten und Stärken der CPUs
Für die neuen CPUs sieht Intel im Embedded-Bereich vielfältige Einsatzmöglichkeiten und -bereiche – auch der Healthcare-Sektor steht dabei im Fokus. Die integrierte Grafik bringt etwa Vorteile für Digital-Signage-Applikationen und Interactive Flat-Panel-Displays (IFPDs). Eine ebenfalls integrierte KI-Beschleunigung kommt unter anderem bei Analyse-Anwendungen in der Medizin zum Tragen. Beides zusammen verbessert in der MedTech-Industrie die Möglichkeiten der Bildauswertung mithilfe von Maschinen sowie die Echtzeit-Fähigkeiten. Industrie-PCs (IPCs) und Human–Machine-Interfaces (HMIs) profitieren generell von der besseren Performance.
Die bereits mit der 12. Generation (Codename: Alder Lake) eingeführte Hybridarchitektur hat Intel für die neue CPU-Generation deutlich verbessert. So unterscheidet die Performance-Hybrid-Architektur zwischen Performance-Kernen und Effizienz-Kernen (P-Kerne und E-Kerne). Core-Prozessoren der 13. Generation verfügen über bis zu acht P- und 16 E-Kerne.
Ein Performance-Kern gewährleistet bei rechenintensiven Applikationen eine hohe Single-Thread-Leistung und Reaktionsschnelligkeit. Ein Effizienz-Kern stellt für Applikationen, die parallel laufen können, Multithread-Leistung bereit und übernimmt Hintergrundaufgaben, womit sich die Multitasking-Fähigkeiten verbessern. Außerdem hilft die Hybridarchitektur, Energie zu sparen, indem sie in Zeiten geringer Auslastung die Effizienz-Kerne nutzt und die Performance-Kerne lediglich dann zuschaltet, wenn sie die CPU tatsächlich benötigt.
Den passenden Workload zur richtigen Zeit dem richtigen Kern zuzuweisen ist die Aufgabe des Intel Thread Director. Er bringt bereits unter Windows 10 große Vorteile mit sich, funktioniert künftig unter Windows 11 jedoch noch besser. Interessant sind bei der neuen Prozessor-Generation außerdem der langfristige Software-Support mit Windows 10 IoT Enterprise 2021 Long Term Servicing Channel (LTSC) und Intels Zusagen für die Langzeitverfügbarkeit.
Plattformen für Intels 13. Core-Generation
Viele Anbieter von Boards und Modulen haben bereits erste Produkte vorgestellt und einen Ausblick auf ihre Pläne gegeben. So bringt Advantech unter anderem die für Intels 13. Core-Generation ausgelegten Single-Board-Computer »PCE-5133« und »PCE-5033« auf den Markt. Nach dem PICMG-Standard 1.3 spezifiziert, nehmen sie bis zu 64 GB DDR5-5600-Speichermodule auf. Auch der lüfterlose Embedded-Box-PC »MIC-770 V3« unterstützt mit zwei Speicher-Slots bis zu 64 GB DDR5-4800-Speicher. Er unterstützt neben den vorhandenen Schnittstellen für zwei Displays (VGA/HDMI), LAN (2x) und USB 3.2 (8x) optional zudem NVMe-M.2-Karten sowie »iDoor«-Erweiterungskarten. Hiermit lässt er sich über Advantechs »i-Module« nahezu beliebig erweitern.
Im Bereich der kompakten Industrie-PCs ist der »IPC-320« (Bild 1) einer der Vorreiter in Bezug auf die neuen Intel-Prozessoren. Er verfügt über zwei DIMM-Sockel mit bis zu 64 GB DDR4-3200-Speicher, unterstützt über HDMI beziehungsweise DisplayPort bis zu zwei Displays, verfügt über zweifach Gigabit-Ethernet(GbE)-LAN-Anschlüsse und acht USB-Ports sowie je einen Slot für PCIe x16 (Gen4) und PCIe x4. Laut Advantech soll der IPC-320 ebenso wie die anderen Plattformen auf Basis der 13. Generation der Intel-Core-Prozessoren noch 2023 auf den Markt kommen.
AdLink Technology 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 (Bild 2). Erstgenanntes unterstützt bis zu 64 GB DDR5-SO-DIMM-Speicher sowie PCIe-Gen4-Anschlüsse. Es ist generell für eine hohe Leistung bei geringem Energiebedarf ausgelegt. Das Modul unterstützt Methoden der künstlichen Intelligenz (KI) für IoT-Applikationen mit 15, 28 und 45 W Thermal-Design-Power (TDP). Für Echtzeitanforderungen ist es mit Intels Time-Coordinated Computing (TCC) and Time-Sensitive Networking (TSN) ausgerüstet.
Gleiches gilt für das COM-HPC-Client-Modul »COM-HPC-cRLS«. Es nimmt bis zu 128 GB DDR5-Speicher auf und ist mit COM-HPC und dem hiermit möglichen Nutzen von PCIe Gen5 besonders zukunftssicher. Dank Intels Deep-Learning(DL)-Beschleuniger, welcher auf Vector-Neural-Network-Instructions (VNNI) basiert, unterstützt es KI-Inferenz-Workloads – also die Anwendung der von anderen System gelernten Modelle. Es erleichtert somit die praktische Nutzung von KI durch gelernte Erkenntnisse. Zudem verkürzt es die Einführungszeit und reduziert den Aufwand für den Datenverkehr. Ähnlich wie ein Mensch in einem Text ein Wort oder in einem Bild eine Ampel sofort erkennt, können KI-Applikationen mit Inferenz unmittelbar Ergebnisse liefern – ohne dafür große Datenmengen analysieren oder zur Analyse weiterleiten zu müssen.
COM-Express-Module mit neuer Leistungsfähigkeit
Kontron begrüßt Intels 13. Core-Generation mit drei COM-Express-Modulen: »COMe-bRP6«, »COMe-cRP6« und »COMe-mRP10« (Bild 3). Möglich sind DDR5-SO-DIMM- oder LPDDR5-Speicherkarten mit bis zu 32 GB (COMe-mRP10) oder 64 GB. Auch Kontron stellt optional für Echtzeit-Applikationen TSN-Unterstützung bereit. Ebenfalls optional ist eine NVMe-SSD-Festplatte mit bis zu 1 TB onboard integrierbar.
Ein Novum ist das Modul »COMe-mRP10«: Hiermit bietet Kontron Intels Core-Technologie erstmals auf einem Modul im Format COM Express Mini an. Das ermöglicht eine hohe Leistung bei kleinem Footprint (55 mm × 84 mm).
Ebenfalls erweitert der Embedded-Hersteller Seco seine COM-Express-Modulfamilie auf Basis von Intels 13. Core-Generation. Das COM-Express-Type-6-Modul »Callisto« basiert auf der aktuellen COM-Express-3.1-Spezifikation und ist ebenfalls für KI-Aufgaben optimiert. Hierzu tragen unter anderem Intels Deep-Learning-Boost sowie eine Intel-Distribution des »OpenVINO«-Toolkits für optimierte und architekturübergreifende Deep-Learning-Inferenzen bei.
Eine große Vielfalt an Schnittstellen sowie Unterstützung für die Betriebssysteme Microsoft Windows 10 und Linux Ubuntu gewährleisten Flexibilität für Entwickler. Mit der integrierten »Iris-Xe«-Grafik unterstützen 96 Grafikeinheiten bis zu vier gleichzeitig betriebene 4K-Displays.
Lesen Sie mehr zum Thema
Das könnte Sie auch interessieren
