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03 2021 Elektronik 15 EMBEDDED Mit zunehmender IIoT-Anbindung und der Digitalisierung wachsen die Aufgaben von Embedded-Systemen Neben den bisherigen Aufgaben müssen die Systeme zusätzlich Daten aus Anwendungen sammeln transcodieren und mitunter auf Basis von künstlicher Intelligenz KI vor Ort analysieren Hierbei muss der Datenaustausch mit Enterprise-Clouds der Kunden und weiteren OEM-Anwendungen parallel erfolgen Außerdem muss die gesamte Kommunikation sehr sicher sein denn neue Payperuse-Modelle machen die Geräte Maschinen und Anlagen zu einer Einnahmequelle für OEMs Idealerweise wird das Embedded-System konstant überwacht um Systeme vor Angriffen zu schützen Somit müssen viele Prozesse parallel laufen weshalb jeder neue Kern in einem EmbeddedSystem sehr willkommen ist Anwender können jedem Kern über echtzeitfähige Hypervisor-Technik Aufgaben zuweisen Die Ryzen-Embedded-V2000-Prozessoren von AMD setzen hier neue Maßstäbe Erstmals ermöglichen sie COM-ExpressTyp-6-Module mit Achtkern-Prozessoren und 16 Threads Im Gesamtpaket mit einer Thermal Design Power TDP die bis 54 Wreicht jedoch genauso auf einen maximalen Verbrauch von 10 Wreduzierbar ist entscheidend für viele lüfterlose Embedded-Systeme Oft bedeutet das eine höhere Leistung sowie gestiegene Multi-Tasking-Kapazitäten Mit der V2000-Serie schafft AMD die doppelte Rechenleistung pro Watt 1 rund 15 Prozent mehr Befehle pro Takt IPC Instructions per Cycle und stellt doppelt so viele Kerne im Vergleich zur vorherigen Generation 2 bereit Tabelle 1 7-Nanometer-Fertigung im Fokus Möglich macht die Leistungszuwächse gegenüber den V1000-Prozessoren die neue Zen-2-Architektur mit 7-nmFertigungsprozess Jedoch hat AMD viele Eigenschaften der ersten ZenArchitektur beibehalten So werden weiterhin bis zu vier Kerne in einem sogenannten CPU Core Complex CCX zusammengefasst Innerhalb eines CCX kann jeder Kern mit derselben geringen Latenz auf den gemeinsamen L2-und L3-Cache zugreifen Gegenüber der V1000-Serie hat AMD den CacheSpeicher verdoppelt von 2 auf 4 MB L2-Cache und von 4 auf 8 MB beim L3-Cache pro CCX Gleich groß bleibt dagegen der L1-Cache dafür hat AMD die Bandbreite von 16 auf 32 kByte Durchsatz pro Takt verdoppelt Beim Gleitkomma-Block wurde die Bandbreite von 128 auf 256 bit verdoppelt was zum Beispiel ein Verarbeiten von AVX2-Befehlen beschleunigt Hiermit steigt unter anderem der IPCWert also die Anzahl der pro Takt ausgeführten Befehle um 15 Prozent In Verbindung mit der von 14 nm auf 7 nm verkleinerten Fertigungstechnik führen die Maßnahmen laut AMD zu AMD Ryzen V2000 AMD Ryzen V1000 CPU Max CPU Cores Threads 8 16 4 8 Max Boost Frequenz 4 25 GHz 3 8 GHz CPU-Architektur Zen 2 Zen Fertigungstechnik 7 nm 14 nm L2-Cache 4 MB 2 MB L3-Cache 8 MB 4 MB TDP Range 10 54 W 12 54 W Max Speicher 64 GB DDR4 @ 3200 MHz 32 GB DDR4 @ 3200 MHz ECC-Support Ja Ja Grafik GPU Core AMD Radeon Vega AMD Radeon Vega Max Frequenz 1600 MHz 1300 MHz Displays 4x 4k @ 60 Hz 4x 4k @ 60 Hz Video-Decode-Beschleuniger 4k 10 8-bit HVEC 10 8-bit VP9 H 264 4k 10 8-bit HVEC 10 8-bit VP9 H 264 Video-Encode-Beschleuniger 4k 10 8-bit HVEC H 264 4k 8-bit HVEC H 264 Video I Os 4x HDMI 2 1 HDMI 6G sowie DP 1 4 4x HDMI 2 0b DisplayPort 1 4 sowie eDP 1 4 3D-APIs DirectX 12-Technik OpenCL OpenGL Vulkan API DirectX 12-Technik OpenCL OpenGL Vulkan API I Os PCIe 20x PCIe Gen 3 Max 16x PCIe mit 12x PCIe Gen 3 0 & 4x PCIe Gen 2 0 USB 4x USB 3 1 Gen 2 davon 2x mit DP-Alt und PD USB C 4x USB 2 0 4x USB 3 1 Gen 2 davon 2x mit DP-Alt und PD 1x USB 3 1 Gen 1 1x USB 2 0 SATA SATA SATA Express SATA SATA Express NVMe 2x 4NVMe NVMe Ethernet - Bis zu 2x 10GbE AMD Memory Guard und AMD Secure Processor Ja Ja Low-Speed Interfaces GPIO I2 C LPC SMBus SPI UART Soundwire GPIO I2 C LPC SMBus SPI UART AZ EMMC eSPI I2 S SD Tabelle 1 Die Eigenschaften der AMD-Ryzen-Familien im Vergleich