在AI席卷全球的今天,嵌入式系统作为数字世界的“神经末梢”——隐匿于工厂流水线的传感器中、飞驰的数据网络里,亦或是庞大的云端存储阵列背后,默默承担着支撑的角色。
当Chat GPT在几秒内生成一篇论文,自动驾驶汽车实时处理海量路况数据,工厂车间里,数千个传感器每秒产生数GB数据......各行业的应用场景在AI的推动下,流量飞速增长、数据量级爆炸,工业边缘算力需求不断扩张,这对网络、存储以及工业应用的计算能力提出了更高要求。
打破嵌入式市场挑战的“铁三角”
这种要求不仅体现在计算性能上,更在于平台的使用寿命、系统的弹性,以确保任务关键型工作负载能力的稳定性。
具体而言,在网络层面,AI技术催生了大量工作负载与应用,驱动网络流量迅猛增长,大幅提升了数据处理需求。据研究机构预测,受AI工作负载需求的推动,未来五年,网络流量将增长120%。这迫切需要高吞吐量、低时延且高效能的数据处理和传输技术,以应对流量激增带来的挑战。
与流量增长速度同样快的,是数据存储需求的增长。据机构预测,五年时间里,这一需求将增长20%,且该趋势还会持续,这构成了数据爆炸的第二个重要驱动因素。因此,数据存储解决方案面临的要求,已不再局限于规模扩容,还涵盖数据存储方式、访问及优化等方面。如今的数据存储系统,已不能仅满足于存储数据,还需具备实时数据分析与计算能力。相应地,在I/O 连接性、算力等方面,数据存储系统也面临着更高要求。
网络和存储需求的持续攀升下,工业边缘计算的需求更是呈现爆炸式增长。在工业环境中,实时处理数据对智能制造、自动化等领域至关重要。这缘于工业边缘部署着大量传感器和边缘器件,它们需要在本地处理海量数据,为实时决策提供支持,故此对计算性能和能耗提出了更高要求。
三大趋势之下,对嵌入式市场提出了更高的要求。AMD嵌入式x86产品管理 高级产品经理Tarang Shah表示,当下,对嵌入式市场的需求主要分成两类:一是类对吞吐量、能效、可扩展性、连接性等通用计算方面的需求,另一类则是对平台寿命和系统弹性方面的要求。
“而这,正是‘Embedded Turin’诞生的意义。”Tarang Shah如是说。
Embedded Turin多方面提升 开启“性能外挂”
“Embedded Turin”是AMD 最近推出的第五代 AMD EPYC Embedded 9005 系列CPU的代号,其进一步丰富了EPYC嵌入式产品的阵营。“Embedded Turin”采用“Zen 5” 架构,制程在 3/4nm ,相较于上一代5nm制程的EPYC嵌入式9004系列产品,多方面显著提升。
在性能方面,其吞吐量提升了1.6倍,能够实时处理更大规模数据包且不影响流量速度;同时,存储控制器性能提升,实现更高吞吐量的同时缩短了数据读写时间。能效上,“Embedded Turin”比前代提升1.3倍,适合功率受限的嵌入式应用场景。
在计算需求适应性上,“Embedded Turin”支持17个 SKU,核心数量可在8个到192个之间扩展,能满足多样化的成本、功率和性能计算需求,还可简化设计和验证流程。
在技术支持上,上一代产品仅支持CXL三类器件中的内存,而“Embedded Turin”不仅支持这三类器件,还能在更大范围内获得生态系统对内存扩展的支持。
在存储连接方面,“Embedded Turin”凭借更强的I/O连接能力,可支持更多存储连接到驱动,大幅提高存储容量。此外,“Embedded Turin”的I/O连接具备可信任功能,拓展了可信任边界,让外部器件能在可信任的嵌入式环境下直接访问Turin私有存储器,安全性显著提升。
使用寿命长 系统弹性安全 开发简易
“Embedded Turin”支持的嵌入式功能主要分为三类:延长使用寿命、系统弹性和安全性,以及应用开发简易性。
在延长使用寿命方面,“Embedded Turin”目前规划了长达七年的产品制造支持,延长产品生命周期,可避免重复设计,更好地保障客户投资。“我们预计为芯片提供七年可靠性支持,确保其在整个延长的生命周期中,保持更可靠的运行性能。”Tarang Shah强调:“我们在扩展的温度条件下,对 “Embedded Turin” 进行了测试与定性,以确保其耐用性。”
在确保长期可靠运行的基础上,“Embedded Turin”更进一步确保了系统级的弹性,并构建了系统防护体系。
由于嵌入式应用对系统的可用性和数据保存提出了更高要求。为此,“Embedded Turin” 集成了诸多功能,包括NTB(非透明桥接)功能、DRAM Flush以及双SPI(双串行外设接口)。NTB功能能够提升系统可用性,凭借更高的冗余度,确保实现容错以及多组机配置系统。DRAM Flush可在断电情况下依然保留数据。而双SPI能让客户执行安全的引导加载程序,在此过程中对平台进行验证,保证执行环境可信且安全。
在应用开发方面,“Embedded Turin”极大地简化了应用软件开发流程。
“Embedded Turin”平台支持Yocto框架。在嵌入式应用场景下,许多用户钟情轻量级Linux配置方案。在采用Yocto框架进行设计开发时,这种轻量级Linux路径备受青睐,“Embedded Turin”能够很好地支持这种轻量的Linux分配。另外,DPDK/SPDK前文已提及,它在系统性能提升上效果显著,通过将数据处理从内核空间转移至用户空间,极大简化了开发流程,让开发者能更高效地开展工作。
在产品部署环节,AMD积极与多个ODM开展合作。一方面,借助合作的力量拓宽市场渠道,实现业务拓展;另一方面,通过合作,AMD能确保终端用户在市场上能够便捷地选择到已搭载“Embedded Turin”或基于“Embedded Turin”平台的ODM产品。这意味着,专注软件领域的客户在选择硬件时,能够放心选用这些经严格开发、测试及验证的硬件ODM产品,无需再为硬件的可靠性与适配性担忧,整个选型过程变得更为省心、高效 。
此外,“Embedded Turin”也支持DPDK/SPDK,即数据平面开发套件和存储性能开发套件。Yocto框架应用广泛,借助该框架,用户能够定制符合自身软件应用需求的Linux配置。DPDK/SPDK 则可显著提升系统性能,让数据处理得以在用户空间而非内核空间进行。此外,“Embedded Turin”按季度发布,这能为开发者提供极为稳定且具备强大支持性的基础,降低他们在整合环节面临的风险,加速其应用的上市进程。
值得注意的是,Tarang Shah补充道:“‘AMD Server Turin’自身已经配备了丰富的工具、开发套件及相关间接中间件。而Yocto框架以及DPDK/SPDK(数据平面开发套件与存储性能开发套件),均是在此基础上,为进一步满足多样化应用需求所额外提供的支持。”
Tarang Shah进一步强调,AMD “Server Turin”与“Embedded Turin”之间存在区别。平台延长的使用寿命、产品可靠性、系统可用性、扩展温度特性,以及 NTB(非透明桥接)、DRAM Flush、双SPI(双串行外设接口),还有Yocto框架和DPDK/SPDK(数据平面开发套件与存储性能开发套件)等功能,均为“Embedded Turin”所独有 。
写在最后
“Embedded Turin”凭借服务器级性能与嵌入式优化的深度融合,在工业、网络及存储领域展现出独特优势,不仅实现了卓越的算力突破,更通过长生命周期支持与系统容错设计,完美平衡了高强度计算与嵌入式场景的稳定性需求。
该产品以三大核心优势构建竞争力——历经验证的成熟生态体系确保可靠落地,嵌入式特性带来的十年生命周期与开发友好性降低运维门槛,加之领先业界的处理性能,最终成就了这款同时满足高性能计算与工业级嵌入式需求的双重优势解决方案。
在AI时代,设备开始向智能化转型。这种既保持嵌入式固有优势又突破性能天花板的设计哲学,或将是对智能制造、智慧城市等领域嵌入式应用的重新定义。
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