Die Digitalisierung der Industrie führt zu einem stetig steigenden Bedarf an Verarbeitungsleistung. Dazu tragen nicht nur das Industrielle IoT und Industrie 4.0 bei. Der Wunsch nach dem streng synchronen Zusammenspiel verschiedener mechatronischer Einheiten mit hoher Präzision bei hoher Produktionsgeschwindigkeit lässt den Bedarf an Rechenleistung sowie Übertragungs- und Speicherbandbreite rapide ansteigen. Dazu kommen immer anspruchsvollere Bildverarbeitungsaufgaben und Anwendungen von künstlicher Intelligenz. Deshalb entwickelt Kontron seine Single Board Computer, Computer-on-Modules und Industrie-PCs auf Basis der jeweils aktuellen Halbleitertechnologie kontinuierlich weiter. Das Unternehmen unterhält enge Partnerschaften mit führenden Halbleiterherstellern wie Intel. Deshalb kann es bereits neue und skalierbare Produkte in industrietauglichen Ausführungen für Embedded Computing/IIoT rund um die neuesten Prozessoren auf den Markt bringen, sobald die ersten Prozessorchips einer neuen Generation erhältlich sind.
Prozessorfamilie: Schmale Struktur, zwei Architekturen
Die 13. Generation der Intel-Core-Prozessorfamilie ist in Fachkreisen unter dem Codenamen Raptor Lake (ein See im US-Bundesstaat New Mexico) bekannt. Es handelt sich um zwei verschiedene Modellreihen: Die S-Serie ist in erster Linie für anspruchsvolle Desktop- und Server-Anwendungen, die U/P/H-Serie für mobile Anwendungen entwickelt worden. Generell sind sie schnell und energieeffizient. Bei 10nm Strukturbreite haben nur wenige Atome nebeneinander Platz. Im Vergleich mit den ersten Hochleistungsprozessoren der späten 1980er Jahre, etwa dem Intel i860, ist das gerade einmal 1 Prozent. Im Vergleich zu Intels 11. Generation bieten die Raptor-Lake-Prozessoren bei ähnlichen Verlustleistungswerten eine deutlich höhere Performance. Zudem verfügen sie nun mit der Unterstützung von Intel TCC und TSN über volle Echtzeitfähigkeit.
Die S-Serie verfügt über bis zu 24 Kerne mit 32 Threads und unterstützt Speicher bis DDR5-4800 und DDR4-3200 und Konnektivität bis 16x PCIe 5.0. Bei den mobilen Ausführungen reichen diese Werte bis 14 Kerne mit 20 Threads, bis DDR5-4800, LPDDR5x-3400 und DDR4-3200 und bis zu 8x PCIe 4.0 und bei der H-Serie zusätzlich 8x PCIe 5.0. Was die industrielle Einsetzbarkeit betrifft, sind die mobilen Varianten mit erhöhter Schockresistenz und einem erweiterten Temperaturbereich von -40 bis +80°C den leistungsstärkeren Ausführungen überlegen.
Zukunftssichere Alternative
Diese Prozessoren schon jetzt zu integrieren, ist vor allem bei High-Performance-Anwendungen sinnvoll. Beispiele dafür finden sich in der Medizintechnik und überall dort, wo Bildverarbeitung, künstliche Intelligenz oder die Notwendigkeit, etwa im Digital Signage mehrere Monitore simultan zu betreiben, eine Rolle spielen. Generell bieten sie wegen DDR5-RAM und USB 4. angesichts weiter steigender Datenmengen mehr Zukunftssicherheit. Ihre Echtzeitfähigkeit, Robustheit und Langzeit-Verfügbarkeit prädestinieren die Mobil-Prozessoren für den Einsatz in industriellen Anwendungen, vor allem als Edge Devices in IIoT-Systemen.
Workstation vereint Robustheit und Nutzerfreundlichkeit
Am oberen Ende des Kontron-Produktspektrums stellt die High-Performance Workstation KWS 3000-ADL durch Integration der Intel-Core-Prozessoren mit bis zu 24 Prozessorkernen noch mehr Rechenleistung für anspruchsvolle Anwendungen zur Verfügung. Die kompakte, speziell für den Einsatz in Industrie und Medizintechnik konzipierte Workstation im robusten Midi-Tower-Format verbindet die Vorteile eines IPCs bezüglich Robustheit und Langzeitverfügbarkeit mit denen eines Office-PCs hinsichtlich Design und Nutzerfreundlichkeit. Mit leistungsfähigen Grafikprozessoren und als Add-on Cards frei wählbaren Grafikkarten bewältigt sie mühelos große Datenmengen und ist geeignet für Applikationen wie Machine Learning oder KI-Workflows in leistungshungrigen Prozessen. Ihr flexibles, modulares Design erlaubt die einfache Anpassung an kundenspezifische Anforderungen.
Industrietaugliche Rackmount-Systeme
Ebenfalls auf der neuen Generation basieren die neuen Mitglieder der Rackmount-Produktfamilie KISS. Sie warten mit mehr Leistung, erhöhter Ausfallsicherheit und besserer Energieeffizienz auf. Die für anspruchsvolle Umgebungsbedingungen entwickelten Rackmount-Systeme eignen sich für Applikationen mit hohem Leistungsbedarf wie der Industrieautomation. Mit drei Gigabit Ethernet Ports und sieben externen USB-Ports inklusive USB-C sorgt die KISS V4 ADL-Serie für hohen Datendurchsatz und Konnektivität. Sie basiert auf Kontron-Motherboards mit aktuellen Intel-Core-Prozessoren der 12. und 13. Generation mit bis zu 16 Kernen. Vier DIMM-Sockel mit bis zu 128GB und optional ECC-Speicher sorgen für ausreichend Arbeitsspeicher und eine deutliche Leistungssteigerung. Eine Vielzahl von internen und per Hot Swap zugänglichen externen Speichermedien ermöglicht maßgeschneiderte Systeme für verschiedene Anwendungen. Leistungsfähige Netzteile erlauben den Einbau von High-End-GPU-Karten für KI- und Machine-Learning-Anwendungen. Zudem unterstützen die KISS-Systeme höchste Sicherheitsstandards und erlauben durch TSN-Features Echtzeitanwendungen für Steuerungsaufgaben im Schaltschrank oder Datenkonsolidierung in der lokalen Cloud.
High-Performance ganz kompakt
Auch seiner robusten und langzeitverfügbaren IPC-Familie KBox verpasste Kontron einen Performance-Boost. Die IPCs aus der KBox B-RPL-Serie sind mit Intel-Core-Prozessoren der 13. Generation mit bis zu 24 Prozessorkernen ausgestattet. Sie verfügen über eine starke Rechenperformance, einen geringen Geräuschpegel mit maximal 34dB(A) und lassen sich im kompakten Design erweitern. Dadurch eignen sie sich für Anwendungen in Bereichen wie High-End-Bildverarbeitung, Scada/MES-Applikationen, KI und ML.
Embedded Motherboards mit Langzeitverfügbarkeit
Herzstück der neuen Workstation ist ein Micro-ATX Motherboard mit bis zu 128GB DDR5 Arbeitsspeicher. Basierend auf der 13. Prozessorgeneration gestaltete Kontron eine ganze Motherboard-Systemfamilie für leistungsstarke Grafik- und Rechenleistung. Diese besteht aus Mini-ITX, µATX und ATX. Die in Deutschland entwickelten und produzierten Boards sind besonders interessant für Anwendungen mit hohem Bedarf an Skalierbarkeit für PCIe – auch für PCIe 5.0, das doppelt so schnell ist wie der bisher vorherrschende Standard PCIe 4.0. Es profitieren u.a. Industrial Automation und Workstations für CAD-Anwendungen. Die Motherboards eignen sich für den Einsatz in einem Temperaturbereich von 0 bis +60°C. Als Memory kommen bis zu vier DIMM-Speichermodule, schnelle DDR5 Module mit maximal 5.600MHz und Dual Channel zum Einsatz. Viele von ihnen unterstützen echtzeitkritische Anwendungen u.a. durch TSN und weitere chipsatzbasierte Features. Darüber hinaus sind sie mit zahlreichen weiteren Schnittstellen ausgestattet, darunter USB Typ-C 3.2 Gen2 und USB Typ A. Das Trusted Platform Module (TPM 2.0) sorgt für hardware- und softwarebasierte Systemsicherheit. Umfangreiche Tools bieten dem Anwender Möglichkeiten etwa zur individuellen Anpassung von TDP-Werten und Lüfterkennlinien.
Leistungsschub für Computer on Modules
Das neue COM-HPC/Client-Modul COMh-ccAS im Format 160 x 120mm basiert auf den Intel Core S-Prozessoren der 12. Generation (früherer Codename Alder Lake S) und bietet eine deutlich gesteigerte Grafik- und Rechenleistung. Es ist ohne vorinstallierte CPU ausgestattet (gesockelt) und ist nun auch mit dem 13. Gen Desktop-Prozessor verwendbar. Dadurch wird eine außergewöhnlich hohe Multi-Thread-Leistung mit 24 Prozessorkernen und 32 Threads bei einer maximalen thermischen Verlustleistung (TDP) von bis zu 65W (on board) erreicht. Darüber hinaus verfügt das Modul über zwei TSN-fähige 2,5Gbit-Ethernet-Ports. Wie alle neuen Kontron-Boards enthält es einen verbesserten Embedded Controller, der die bisherige CPLD-basierte Variante ablöst und direkten Linux-Kernel-Support ermöglicht. Mit den 13. Gen. Mobil-Prozessoren stattete Kontron darüber hinaus Boards und Module für das IoT in vier Formfaktoren aus. Neben dem COM-HPC Client Size A mit 95x120mm erhielten auch die COM Express basic, compact und mini den damit einhergehenden Performance-Schub. So ermöglichen sie IoT-Anwendungen mit im Vergleich zur vorherigen Generation enorm erhöhter Single- und Multi-Thread-Leistung. COM Express mini war zuvor nur mit Atom-Prozessoren verfügbar. Es mit der Raptor-Lake-Prozessorplattform auszustatten, war eine Schlüsselentwicklung und ermöglicht den Boards dieser Kompaktklasse einen Performance-Weitsprung. Die Unterstützung von PCIe 5.0 mit 16 Lanes, PCIe 4.0 und DDR5/DDR4-Speichern in Kombination mit Sicherheits- und Verwaltungsfunktionen sowie KI-Fähigkeit tragen zur Steigerung der Produktivität bei und ermöglichen künftige Entwicklungen bei IoT-Anwendungen.
Dank der Performance Hybrid Architecture, die Hochleistungs- und Effizienzrechnerkerne kombiniert, bieten verschiedene SKUs eine herausragende Multi-Thread-Leistung mit bis zu 14 Cores und 20 Threads. Die größere Speicherbandbreite dank DDR5 und LDDDR5x-6400, eine schnellere Kommunikation auf allen Kanälen und TSN-Fähigkeiten bei sehr geringer Leistungsaufnahme und einem erweiterten Temperaturbereich von -45 bis +85°C machen eine bisher nicht gekannte Performance für hoch integrierte Industrieanwendungen verfügbar.
