Renforcé par un Arm Cortex-M7, le processeur Atom calibré pour l’IoT d’Intel plaît déjà aux fabricants de modules

[EDITION ABONNES] La semaine dernière, Intel a dévoilé des processeurs à architecture x86 qui, pour la première fois, sont renforcés de fonctions propres à satisfaire les besoins des applications de l’Internet des objets sur des marchés comme l'industriel, les transports, la santé, la ville intelligente, la distribution de détail et l'hôtellerie. ...Et, pour bien enfoncer le clou, le numéro un des semi-conducteurs a annoncé à la fois de nouveaux processeurs Core de 11e génération, une gamme inédite de puces Atom (estampillée x6000E) ainsi qu’une nouvelle famille de processeurs Pentium et Celeron N et J. Les utilisateurs potentiels se voient ainsi proposer des fonctions d’intelligence artificielle (IA), de sécurité, de sûreté de fonctionnement et des capacités temps réel calibrées pour les systèmes et produits de périphérie de réseau IoT (edge).

« IDC estime que, d’ici à 2023, près de 70% de toutes les entreprises traiteront les données en périphérie de réseau, rappelle John Healy, vice-président du groupe Internet des objets et directeur général Platform Management et Customer Engineering chez Intel. Tous les processeurs que nous annonçons aujourd’hui constituent pour Intel l’avancée la plus significative à ce jour en matière d'améliorations pour l'IoT. Ils apportent des fonctionnalités qui répondent aux besoins actuels, tout en posant les fondations de futures évolutions liées aux progrès de l'IA et de la 5G. »

Un moteur PSE (Programmable Services Engine)

Dans le cas précis des Atom x6000E et des Pentium/Celeron N et J au nom de code Elkhart Lake (nous reviendrons dans un prochain article sur les nouveaux Core), Intel met particulièrement l’accent sur l’introduction d’un nouveau moteur d’exécution qui peut décharger les cœurs x86 de certaines fonctions IoT, prendre à son compte des tâches temps réel et gérer des entrées/sorties industrielles bas débit. Ce moteur, dénommé Intel PSE (Programmable Services Engine), est alimenté par un cœur de… microcontrôleur Arm Cortex-M7 et héberge aussi des fonctions telles que la gestion à distance hors-bande (lorsque le système d’exploitation ne répond plus), les tâches légères de contrôle/commande et le contrôle centralisé de capteurs.

Selon Intel, le moteur PSE peut être configuré par l’utilisateur au travers d’un ensemble de codes open source et de binaires préassemblés pour répondre à des exigences applicatives et éventuellement exécuter des applications Arm temps réel.

Option sûreté de fonctionnement

Sur certains modèles (les Atom x6427FE et x6200FE), le géant américain propose en outre sous le nom de Safety Island des mécanismes de sécurité fonctionnelle gravées dans le silicium afin de satisfaire certaines exigences des normes CEI 61508 et ISO 13849.

Avec un choix de 12 options compatibles broche à broche, les nouveaux processeurs Atom, Pentium et Celeron, gravés en technologie 10 nm, sont en pratique présentés dans des versions à deux ou quatre cœurs x86 cadencés jusqu’à 3 GHz avec prise en charge à la fois de mémoires DDR4 et LPDDR4 dans des configurations jusqu’à 64 Go et pour des enveloppes thermiques comprises entre 4,5 W et 12 W. En termes de graphiques, les puces sont équipées d’un GPU Intel UHD Graphics à 32 cœurs graphiques compatible avec les interfaces pour afficheurs eDP, DP, HDMI 2.0b et Mipi DSI pour une résolution maximale de 4K à 60 images/s avec la possibilité de connecter jusqu’à trois afficheurs simultanément. Une première pour cette famille de processeurs. A la clé, une puissance CPU supérieure de 40% et des performances graphiques 3D doublées par rapport à la génération Apollo Lake.

La compatibilité TSN assurée

On notera par ailleurs que les modèles Atom x6000RE et x6000FE prennent aussi en charge les technologies Intel Time Coordinated Computing (Intel TCC) et Time Sensitive Networking (TSN) qui améliorent les temps d’exécution au pire cas et garantissent des communications ultrafiables à faible latence au niveau système ainsi qu’entre réseaux d’objets IoT. A ce titre les processeurs intègrent trois contrôleurs MAC Ethernet à 2,5 Gbit/s compatibles TSN (ainsi que huit liens/six ports PCIe 3.0, jusqu’à quatre ports USB 3.1, 10 ports USB 2.0 et un ou deux ports UFS 2.0). Enfin côté sécurité, les dernières-nées des puces Atom, Celeron et Pentium disposent d’un module de confiance TPM 2.0, de fonctions de cryptographie accélérées par le silicium et d’une racine de confiance matérielle.

Selon Intel, plus de cent sociétés se sont déjà engagées à proposer des solutions bâties sur les familles Atom x6000E et Pentium/Celeron N et J. Parmi celles-ci figurent un certain nombre de fabricants de modules processeurs qui, dans la foulée de l’annonce du fabricant de semi-conducteurs, ont dévoilé officiellement de premiers produits. En voici une liste préliminaire :

- Advantech : le constructeur taïwanais propose le module SOM-2532 au format Smarc  (82 x 50 mm) ainsi que la carte mère au format Mini-ITX AIMB-218.

- Avnet Integrated : la filiale du groupe Avnet (ex-MSC Embedded) va décliner les processeurs d'Intel sur les formats COM Express Compact (MSC-C6C-EL) (95 x 95 mm), Smarc 2.1 (MSC-SM2S-EL) et QSeven 2.1 (MSC-Q7-EL) (70 x 70 mm).

- Congatec : la société allemande décline les familles Atom x6000E et Celeron/Pentium N et J sur des modules Smarc (conga-SA7), Qseven (conga-QA7), COM Express Compact (conga-TCA7) et Mini (conga-MA7) (84 x 55 mm) ainsi que sur une carte Pico-ITX (conga-PA7) (100 x 72 mm).

- Kontron : la firme d’outre-Rhin prévoit pour le début 2021 trois lignes de produits compatibles COM Express Compact Type 6 (COMe-cEL6), COM Express Mini Type 10 (COMe-mEL10) et Smarc (SMARC-sXEL)  

- Seco : le module SM-C93 de la société italienne est conforme aux spécifications Smarc 2.1.1.

- TQ : la famille TQMxE40 du constructeur allemand se décline aux formats COM Express Mini (TQMxE40M), COM Express Compact (TQMxE40C1/TQMxE40C2) et Smarc 2.1 (TQMxE40S). Tous ces produits seront disponibles en volume au cours du premier semestre 2021.