Článek ve formátu PDF je možné stáhnout
zde.
Vývoj vestavných (embedded) počítačů staví konstruktéry před dilema, jak optimalizovat poměr mezi výpočetním výkonem a spotřebou. Neustálý tlak uživatelů je nutí ke zvyšování výkonu, stejní uživatelé však od vestavného počítače očekávají, že nebude potřebovat aktivní chlazení. Vestavné počítače, jak jsou známy dnes, mohly být proto vyvinuty až po roce 2008, kdy Intel uvedl na trh řadu procesorů Atom.
Klasické procesory Atom jsou založeny na architektuře x86, při jejich výrobě se používá 45nm technologie a jejich příkon se, v závislosti na počtu jader, pohybuje od 2 do 8 W (obr. 1). Byly vyvinuty a uvedeny na trh jako levná varianta nízkopříkonového procesoru pro tehdy expandující výrobu notebooků. Výrobci průmyslové výpočetní techniky využili hlavně malý příkon a začali jimi osazovat vestavné počítače s pasivním chlazením. Slabinou však zůstával poměrně malý výpočetní výkon. Každý, kdo si kdysi pořídil notebook s procesorem Atom N, pamatuje, jak draze byla dlouhá výdrž baterie vykoupena malým výpočetním výkonem.
Procesory Atom následujících řad již byly svižnější, využívaly více jader a integraci původních čtyř pouzder čipové sady (chipsetu) do jednoho pouzdra (SoC, System on Chip). S výkonem však rostla i spotřeba a snaha uspořit další energii narážela na limity 45nm technologie. Pokusy s 32nm technologií, která se objevila u některých řad procesorů Atom, ještě nepřinesly očekávaný přelom – ten přišel až s 22nm výrobní technologií procesorů (obr. 3).
Atom Bay Trail je zatím nejrozšířenější varianta procesorů Atom vyrobených 22nm technologií. K dispozici je ve verzi s jedním, dvěma nebo čtyřmi jádry, vždy jako SoC. Je to také první procesor Atom s podporou OOE (Out of Order Execution), metodou, která umožňuje pracovat přednostně na instrukcích, pro něž jsou již připravena data. Proti dosavadním procesorům Atom se tak Bay Trail jeví při stejné frekvenci hodin asi o polovinu rychlejší. Výkonnější je i grafika, tentokrát již plně kompatibilní se standardní grafikou „velkých“ procesorů Intel. Pro uživatele je to příjemná zpráva: ovladače pro všechny operační systémy jsou dostupnější. Spotřeba ve srovnání s předchozí generací procesorů Atom ovšem nijak znatelně neklesla, protože nové jádro je složitější, výrazně výkonnější a s rychlejším taktem, ale energii ušetřila koncepce SoC: z procesorové desky zmizelo pouzdro samostatné čipové sady i se svým nezanedbatelným příkonem.
Zdá se tedy, že Atom Bay Trail je dalším velmi pozitivním krokem řešení nekonečného rozporu mezi výpočetním výkonem a spotřebou. Proto se jej okamžitě chopili i výrobci průmyslové výpočetní techniky. Vestavné počítače s procesory Atom Bay Trail dodává i společnost FCC průmyslové systémy. Příkladem jsou dále uvedené dva modely.
Nexcom Nise 105
Nise 105 od firmy Nexcom (obr. 4) navazuje na osvědčenou a žádanou řadu vestavných počítačů Nise 104. Vzhledem k malým rozměrům, velkému počtu vstupů a výstupů a dostatečnému výpočetnímu výkonu se řada Nise stala synonymem malého, výkonného a cenově dostupného vestavného počítače, který našel uplatnění v mnoha úlohách. Je osazen dvoujádrovým procesorem s označením E3826 s frekvencí 1,46 GHz. Další novinkou je použití nízkonapěťových operačních pamětí s označením DDR3L. Standardem zůstala duální gigabitová síťová karta a široký rozsah napájení 9 až 36 V DC. Novinkou je použití USB 3.0 a dvou grafických nezávislých výstupů.
Advantech UNO-2272G
UNO-2272G od firmy Advantech (obr. 5)je rovněž pokračovatelem úspěšné řady vestavných počítačů. „Pohání“ jej dvoujádrový Atom Bay Trail E3825 s frekvencí 1,33 GHz. UNO je symbolem výkonného a spolehlivého počítače schopného pracovat v rozsahu teplot –20 až +60 °C, odolného proti rázům a vibracím, s širokou konektivitou a podporou mnoha funkcí užitečných pro použití v průmyslu, např. funkce údržby na dálku SusiAccess.
Obr. 1. Schéma architektury procesorů Intel P3 130 nm až Core2Duo 45 nm a Atom 220, 230, 330 a N270 45 nm
Obr. 2. Schéma architektury procesorů Intel Core i3, i5, i7 45 nm (Nehalem), 32nm čipových sad Sandy Bridge, 22nm Ivy Bridge, 22nm Haswell desktop + M/H mobile a procesorů Atom N400, D400, D500, Z500, Z600, E600 (45nm) a N2000, D2000 (32nm)
Obr. 3. Schéma architektury SoC (System On Chip) s procesory Intel 22 nm Haswell mobile U+Y (včetně procesorů Pentium a Celeron U/Y) a procesory 22 nm Atom Z3000 nebo E3000 Bay Trail (včetně procesorů Pentium a Celeron N/J)
Obr. 4. Vestavný počítač Advantech UNO-2272G
Obr. 5. Vestavný počítač Nexcom NISE 105