AMD 如何轉變強固型邊緣運算
AMD 近年來大幅提升實力，並開始進軍嵌入式領域。 但 AMD 有何獨特之處？為何現在應該考慮 AMD 產品？
在 Intel 主導的 CPU 世代中，AMD 默默地以其改良的處理器系列，躍居領先地位。 2018 年，AMD 推出並改進了其產品組合，其中包括一系列嵌入式處理器，這些處理器結合了其「Zen」CPU 和「Vega」GPU 架構，形成一個單一 SoC（系統單晶片）解決方案，旨在實現突破性的改進。AMD 加速了將其架構導入強固型邊緣運算領域的步伐，為嵌入式應用程式在尋找低功耗高效能處理方案時提供了更多選擇。Ryzen 嵌入式 CPU 使單板電腦在運算方面達到更高的水平。
但是，是什麼讓 AMD 與 Intel 的處理器系列區別開來？他們是如何在如此短的時間內崛起，在市場上提供競爭力？最大的區別在於微影技術。當我們看一個處理器時，它由數十億個電晶體組成，這些電晶體位於單元內部，電晶體之間的距離越小，它們在微小空間內容納的數量就越多。目前，在採用奈米技術方面，AMD 的策略與 Intel 的完全不同，僅僅因為其選擇的商業模式。過去，Intel 憑藉自己的研發擊敗了競爭對手，在他們自己的大型晶圓廠專注於矽技術的情況下，領先了近一英里。他們幾乎所有事情都在內部完成，並為所有奈米矽技術設定了標準。然而，由於未來處理技術產品路線圖的內部延遲，Intel 無法利用同樣的力量來維持其完整形式。 要閱讀更多關於 AMD 與 Intel 之爭的詳細資訊，The Verge和The Conversation都對影響 AMD 和 Intel 的情況寫了一篇很棒的文章。
這就是 AMD 開始崛起的地方。AMD 不像 Intel 那樣自己生產處理器。相反，他們與半導體巨頭台積電（Taiwan Semiconductor Manufacturing Company，簡稱 TSMC）合作，為其晶片生產 7 奈米節點，甚至更小的奈米節點。憑藉這種合作關係，AMD 能夠輕鬆超越 Intel，後者的 CPU 仍然處於兩倍的電晶體距離。透過在其「Zen」架構處理器中利用 7 奈米，它實現了更高的密度，增加了快取大小並降低了整體功耗。這項關鍵的戰略合作夥伴關係使 AMD 能夠為關鍵垂直市場引入最新的處理技術，以提高性能和吞吐量。
熱量和功率始終是奈米設計的副產品。隨著對效能要求的提高，通常的結果總是需要更多的功率消耗和散熱才能即時提供效能。當 Intel 提升 14 奈米晶片的效能時，它也增加了功率消耗和散熱需求，以滿足這些要求。然而，由於 AMD 晶片中電晶體之間的 7 奈米距離，效能可以更高，並且不需要與 14 奈米相同的功耗來達到相同的效率。而且，在強固型邊緣領域，高效能的低功耗是非常必要的。在嵌入式電腦可能受到大量灰塵、碎屑、衝擊、振動或極端溫度的環境中，優化和降低功耗而不犧牲運算效能的每一點都是關鍵。當涉及到利用人工智慧和機器學習執行即時推論的系統時，這種需求變得更加迫切，每一秒都至關重要。
AMD 嵌入式 SoC 處理器
因此，當 AMD 帶著一系列 AMD嵌入式 SoC 處理器進軍強固型邊緣運算領域時，他們意識到其獨特的架構可以極大地造福在非傳統環境中運作的應用程式。透過解決部署和操作強固型邊緣系統時出現的可怕功耗、散熱和其他問題，AMD 在單晶片解決方案上無縫提供了超高效能，該解決方案以低熱設計功耗 (TDP)（低至 6W，高至 54W）運行。隨著物聯網和邊緣運算的興起，在逐漸脫離雲端的應用程式中，對每美元競爭效能的需求變得越來越普遍。這些應用程式必須能夠在通常不支援運算系統的環境中運作，但仍能產生與雲端運算相同的資料處理能力。隨著人工智慧和機器學習日益複雜，對能夠進行即時處理的系統的需求比以往任何時候都更加普遍。
AMD 嵌入式 SoC 晶片還具備許多其他令人印象深刻的功能，這些功能也推動並提升了嵌入式產業。其中最值得一提的是，它能夠透過利用其「Vega」整合圖形架構來支援多個 UHD 4K 顯示器。隨著數位看板或賭場遊戲等應用程式對圖形驅動效能的需求越來越高，能夠在不影響功耗和成本的情況下提供高效能圖形系統的需求比以往任何時候都更加重要。除了低 TDP 和高圖形支援外，AMD 嵌入式 SoC 還提供長期的嵌入式壽命，可持續長達 10 年而無需更換。對於為強固型邊緣設計的應用程式，這些系統非常需要在狹窄的封閉空間中運作。持續更換和維修的成本太高。相反，確保長壽命有助於消除這些維護成本，並在更長的時間內保持效率。此外，AMD SoC 晶片還提供雙通道和ECC 記憶體，將頻寬和速度提高一倍，以實現更快的資料交換，並保護關鍵應用程式中的記憶體故障和損壞。AMD 嵌入式晶片還利用其 AMD 安全處理器 (PSP)，透過在將資料饋送到任何 I/O 組件之前對其進行加密來確保最大安全性。
AMD 嵌入式 R1000 和 V1000 系列
AMD 將其命名為 R 系列和 V 系列，分別代表中階到高效能產品線，旨在創建一種專為強固型邊緣運算而設計的高效能、低功耗系統單晶片 (SoC) 解決方案。這兩個系列都能根據使用者的需求提供效能，並適用於從數位看板到智慧零售商店和資訊站等多種應用程式。
R1000 系列處理器可提供每瓦高達 3 倍的世代 CPU 效能，以及每美元高達 4 倍的 CPU 和圖形效能。R1000 系列非常適合需要設計從 6W 到 25W 的理想嵌入式應用程式。
V1000 系列為繁重的運算應用程式提供頂級效能和圖形。它能夠達到高達 3.6 兆次浮點運算，具有 4 核心/8 執行緒 Zen 核心，TDP 範圍從低至 12W 到高至 54W。V1000 系列處理器在處理能力方面樹立了新標準，在單一 SoC 產品中實現了更高的運算效能和效率。這兩個系列都為苛刻的工作負載提供了強大的處理吞吐量，其中 V1000 提供了更高的 GPU 效能。
然而，AMD 處理器本身無法運作，也看不到任何實際用途。就其本身而言，它只是一小塊矽技術。每個嵌入式 PC（以及一般的每台 PC）的核心都潛藏著驅動業務的基礎核心，那就是主機板。主機板是讓 Ryzen 嵌入式 SoC 將效能和優勢傳遞到所需應用程式的關鍵。然而，並非所有應用程式都具備運行完整強固型邊緣系統的容量或空間。有時，在這種情況下，一個小巧而強大的單板電腦便能完美勝任。這就是單板電腦的用武之地。
什麼是單板電腦，它們與其他電腦有何不同？
單板電腦，通常稱為 SBC，是許多在這些條件下運作的各種應用程式的核心和靈魂。SBC 是一個完整的電腦系統，完全包含並建置在單一矽板上。每個 SBC 都包含 CPU、GPU、晶片組和 I/O 埠，這些都焊接在電路板上。雖然可以添加一些額外零件（如記憶體、儲存裝置或額外的 I/O 埠）以進行更特定的客製化，但概念是相同的。由於這些零件都固定在單一電路板上，因此 SBC 比大多數其他主機板（最標準的是常見的ATX 外形尺寸）小得多。SBC 有各種尺寸，兩種標準尺寸是 2.5 英寸和 3.5 英寸，但主要賣點是它們很小。
儘管體積小巧，SBCs 卻非常強大。它們不僅可以處理和運算複雜的任務和資料遙測應用程式，而且由於其小巧的外形尺寸，幾乎適用於任何嵌入式解決方案。其體積和強大的處理能力使其成為空間受限或系統整合商將單板電腦用於其產品設計的強固型邊緣應用程式中的熱門選擇。所有元件都可以圍繞 SBC 構建，使其無論部署方式如何都能運行。由於其設計方式，它們提供了驚人的優勢，包括低熱設計功耗 (TDP) 和工業級製造品質。
AMD 嵌入式 SBC：強大的組合
當您將兩個強大的組件結合在一起時，您將獲得一個專為 AMD 嵌入式單板解決方案量身打造的解決方案，隨時準備應對任何嚴苛的邊緣挑戰。AMD 嵌入式SBC 解決了空間受限的問題，讓終端使用者能夠圍繞小巧的外形尺寸客製化其嵌入式設計，這為邊緣和雲端之外的新應用程式的功耗和效能提供了完美的答案。Premio 的 AMD 嵌入式 SBC 系列已準備好滿足各種嵌入式應用程式的處理要求，例如數位看板、自助服務機、賭場遊戲以及許多其他需要在狹小空間中實現高效能的應用程式。
Premio 推出了兩種尺寸的AMD 嵌入式 SBC，專為處理需要緊湊型尺寸、密集運算效能、豐富視覺效果和工業級耐用性的各種嵌入式應用程式而設計。Premio 精心挑選了 AMD Ryzen 嵌入式 SoC 處理器系列中，最適合其兩款 AMD 支援的 SBC，R1606G 和 V1605B。R1000 和 V1000 系列的這兩款型號都與 Premio 的新型 3.5 吋和 1.8 吋 AMD 嵌入式 SBCs 完美匹配，有助於在單板解決方案中發揮最大效用。
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型號 |
TDP 範圍 |
CPU 核心/執行緒數 |
CPU 基礎頻率 GHz |
1T 增強頻率 GHz (高達) |
圖形運算單元 (SIMD) |
GPU 頻率 GHz (高達) |
L2 快取 |
封裝 |
最大 DDR4 速率 (MT/s) |
接面溫度範圍 (°C) |
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R1606G |
12-25W |
2 / 4 |
2.6 |
3.5 |
3 |
1.2 |
1MB |
FP5 |
2,400 |
0-105 |
|
V1605B |
12-25W |
4 / 8 |
2 |
3.6 |
8 |
1.1 |
2MB |
FP5 |
2400 |
0-105 |
我們的 3.5 吋 AMD 嵌入式 SBC (CT-DR101) 整合 Ryzen Embedded R1606G 和 V1605B 系列處理器，可在嚴苛的邊緣環境中處理來自各種 IoT 感測器和裝置的強大運算和多工處理。3.5 吋 SBC 支援多達三個獨立的高解析度顯示器 (兩個 UHD 4k 和一個 WUXGA)，以確保相容性和擴充性，讓多媒體應用栩栩如生。 它還由兩個 DDR4 SO-DIMM 記憶體插槽支援，以協助提供最佳雙通道效能。這些記憶體插槽由 ECC (錯誤修正碼) 記憶體支援，這有助於在資料損毀發生之前偵測並防止錯誤。3.5 吋 AMD 嵌入式 SBC 透過各種 I/O 擴充插槽，包括 SATA、mPCIe、M.2，甚至專用的高速埠，提供廣泛的擴充性。Premio 的 3.5 吋 CT-DR101 SBC 是眾多嵌入式應用的理想單板電腦，因為其外形尺寸小巧，足以容納於狹窄空間，功能豐富的 I/O 埠和擴充插槽，並提供最高等級的資料處理效能。
主要功能：
- AMD Ryzen™ 嵌入式 R1000/V1000 (12-25W TDP)
- 2 個 DDR4 2400 SO-DIMM，最高支援 32GB (ECC/non-ECC)
- 1 個 SIM 卡插槽，用於 4G/LTE 或 5G 行動網路
- 三獨立顯示：4K HDMI、4K DP、LVDS WUXGA
- I/O：2 個 GbE LAN、2 個 USB 3.2 (10GB)、2 個 USB 2.0
- 寬廣工作溫度：-40°C ~ 85°C
- 擴充：1 個 M.2、1 個 mPCIe、1 個 SATA
- 50 針高速連接器 (PCIe x4)，用於可自訂的 I/O
- 無線支援：藍牙 5 和 Wi-Fi 6
- fTPM 2.0 / 可選 TPM 2.0
Premio 的 1.8 吋 (FEMTO-ITX) SBC，CT-NR101 系列，AMD 嵌入式 SBC 是一款極為小巧的單板電腦，整合了 Ryzen Embedded R1606G SoC，有助於在最受空間限制的應用中提供最佳效能。這款信用卡大小的 SBC 擁有最小巧外形尺寸中最增強的多功能性和可靠性。配備 AMD Ryzen Embedded R1606G SoC，將效能帶到空間最受限的嵌入式應用中。1.8 吋 CT-NR101 支援雙獨立 4K 顯示器、一個可擴充的 mPCIe 插槽和一個 USB Type-C 埠，強化了這款小巧而強大的 SBC 的相容性和擴充性。
主要功能：
- AMD Ryzen™ 嵌入式 R1000 系列
- DDR4-2400 單通道記憶體 (最高 8GB)
- 雙獨立 4K 顯示器：2 個 Micro HDMI
- 內部 eMMC 儲存，最高 64GB
- 擴充：1 個 mPCIe、1 個 SMBus
- 1 個 USB 3.2 (5GB) Type-C (5V/3A)
- 1 個 Intel GbE LAN
為何選擇 Premio？
Premio 憑藉其在電腦設計和製造方面超過 30 年的經驗，為具有特殊要求的企業提供可靠的解決方案。Premio 的 AMD 嵌入式 SBC 是專為嚴苛邊緣環境設計的產品線中的最新產品。Premio 透過其位於洛杉磯最先進的設施，以及在台灣、馬來西亞和德國的戰略位置，提供可擴充的製造能力。我們的目標是為嵌入式 IoT 電腦、堅固邊緣電腦、HMI 顯示器和 HPC 儲存伺服器等核心產品提供在地化支援、快速上市時間和完整的製造透明度。