IoT må på alle måder være en velsignelse for Embedded World. Intelligens i edgen og stadigt mindre board-løsninger med en forrygende ydelse placerer den embeddede elektronik nærmest overalt, og det er godt nyt for de mange producenter af kompakte single-board computere
Artiklen har været bragt i Aktuel Elektronik nr. 6 – 2024 og kan læses herunder uden illustrationer
(læs originaludgaven her)
Af Rolf Sylvester-Hvid, Embedded World, Nürnberg
Spoler vi tiden rundt regnet 20 år tilbage, så var det i høj grad mikrocontrollerne, der trak det embeddede marked. Der var mange halvlederproducenter, som fremstillede de små processorer til begrænsede løsninger med adskilt adgang for udviklere og slutbrugere. Men hen ad vejen medførte fusioner, opkøb og udfald fra markedet, at de mange leverandører af mikrocontrollere er blevet kraftigt decimeret i antallet af spillere på markedet. I den modsatte ende af markedet finder man de embeddede boards – også kaldet SBC’er eller single-board computers – og det er løsninger, som har taget over fra mange mikrocontrollere. Og det giver mening: I takt med at intelligensen er flyttet ud i edgen, er behovet for kraftigere processorer også vokset, og der findes i dag flere board-producenter, som leverer kombinationer af x86- og Arm-kerner samt de grafiske processorer, som i mange tilfælde kommer til at varetage de mere beregningstunge applikationer. Generelt kan man sige, at det konventionelle marked for mikrocontrollere er blevet erstattet af SBC-markedet af heterogene løsninger – ikke mindst fordi formfaktorerne er blevet reduceret til noget efterhånden ganske småt. Og det har i høj grad været vand på møllen hos en virksomhed som Kontron.
– Vi har nu i alt 10 divisioner inden for tre overordnede markeder og segmenter, Europa, Global og Software/Solutions, som hver især omsætter for 1350-, 320- og 750 millioner euro. De ti underlagte områder spænder over hele paletten fra industrielle styringer over telecom til aerospace, banetransport og green-tech. Selv om markedet er en smule i nedgang for tiden, så er det ikke noget, vi oplever. Det skyldes et af de nyeste opkøb som er det største i Kontrons historie, og med opkøbet af vores tyske kollega har vi tilføjet 3200, så vi i dag i Kontron er over 8000 medarbejdere, siger Hannes Niederhauser, CEO for Kontron.
Han fortæller, at Kontrons mission er at gøre sig selv til ”maskinernes Windows”, hvilket faktisk giver meget god mening i forbindelse med de embeddede løsninger. Kravene til embeddede systemer med edge-baseret intelligens er generelt højere end for mere ”almindelige” computere, men det ændrer ikke på det forhold, at løsningerne skal være lette at implementere. De underliggende Linux-lag gør kodeudvikling lettere – og hacking sværere, men meget handler også om, at folk skal kunne bruge løsningerne – både hurtigt og umiddelbart. Dermed bliver idéen om maskinernes Windows rigtig logisk. Det er trods alt IoT-applikationerne, der styrer markedet, men omvendt kræver IoT-løsningerne også en god styring.
– En styrke er uden tvivl vores Kontron OS, der giver en meget robust styring af såvel x86- som Arm-kerner. Og det robuste er afgørende inden for machine-to-machine kommunikation, lukkede kommunikationssystemer og ikke mindst sikring af data efter de nyeste standarder. NIS2 er meget i vælten for tiden, men er endnu ikke endeligt defineret for SBC-løsninger. Hos Kontron er vi på forkant af udviklingen, så vi har allerede testet flere af vores løsninger efter NIS2, og i takt med at campus-netværk til 5G/6G penetrerer markedet, bliver de robuste, private netværksløsninger stadigt mere interessante. Det kommer til at få afgørende betydning for os hos Kontron, slutter Hannes Niederhauser oven på et ret kort pressemøde, hvor fokus ikke lå så meget på de nye produkter, som på den overordnede strategi i den efterhånden ret store producent af såvel board-computere som operativsystemer og software til SBC-markederne.
AI i edgen
Man kan ikke sige Kontron på Embedded World uden også at sige Congatec, og sidstnævnte har i flere år arbejdet på at opbygge et økosystem, der flytter sig langt uden for ”COM”-begrebet (Computer-on-Module). Congatec tænker meget i HPC (High-Performance Computers) og dermed også integrerede løsninger, der inkluderer alt, som flytter intelligensen ud i edgen, så man kan adskille IT- og OT-lag overalt – om nødvendigt – og ikke kun inden for automationsmiljøerne. Det bringer os så til elefanten i rummet, nemlig AI, som det jo nok er svært at komme uden om. Men det er næppe nogen hemmelighed, at AI uden ”pruning” (begrænsning af regneiterationer som trade-off for præcisionen) kræver hysterisk meget regnekraft med et kritisk højt energiforbrug.
– Vi arbejder tæt sammen med flere partnere i industrien om udvikling af nye løsninger, som meget gerne skal optræde på systemplan, og AI lurer hele tiden i baggrunden. For at kunne udbytte mulighederne effektivt i kunstig intelligens og beslutninger i edgen, vil det sandsynligvis være af afgørende betydning at blande hardware, multiple processorkerner, software og operativsystemer. Kerner alene gør det ikke, og med behovet for kerneseparation af sikkerhedshensyn adskiller vi virtualiseringslaget fra hardwarelaget med et integreret hypervisor. Designere vil kunne konfigurere OS og software til individuelle krav. Til det har vi udviklet aReady.COMs, som minimerer arbejdet under applikationslagene i embeddede-/edge-computere. Blandt de første løsninger er aReady.COM med ctrlX OS fra Bosch Rexroth, hvilket er en løsning, der egner sig til AI-formål, siger Dominik Ressing, der er den ganske nye CEO for Congatec.
– Der er en slags ”Lego-attitude” i aReady-konstruktionen, hvor man i overført betydning plugger OS over på virtualiseringslagene, der igen er placeret oven på hardwarelagene. Et godt eksempel er vores nye Conga-SA8, som er et Intel Atom x7000RE-processorbaseret avanceret virtualiserings-board med adgang til otte kerner, som ved en effekt på kun 12W trækker otte kerner og threads op til 3,6GHz (turbo) og 32EU (GFX-eksekveringsenheder). Men mere spændende er nok TC700, der netop har til formål at skabe et fungerende AI-miljø i edgen. På TC700 er de kraftige P-kerner og effektive E-kerner ledsaget af en Intel Arc GPU til grafikintensive opgaver foruden en neural kerne (NPU i form af Intel AI Boost). OEM-kunder kan helt enkelt opgradere eksisterende applikationer gennem et skift af en COM-løsning til TC700, hvorved man får øjeblikkelig adgang til de førende AI-teknologier. Det har aldrig været lettere at integrere AI i x86-baserede systemer, forklarer Martin Danzer, marketingdirektør, Congatec.
Og endnu mere AI …
Advantech er jo den ”asiatiske fætter” til Kontron og Congatec, og derfor også et spændende bekendtskab inden for SBC-markedet. I kraft af at man i Asien opererer med langt mere komplekse skrifttyper end med de kyrilliske eller latinske alfabeter, er interaktion med brugere af kioskløsninger, procesautomation og andre steder, hvor SBC’er med touchskærme finder anvendelse, en mere logisk platform for AI, og de tanker har Advantech selvfølgelig gjort sig.
– Vi har sammen med Qualcomm arbejdet på at udvikle edge AI-platforme med afsæt i single-board computere, hvor vi ser på såvel den heterogene struktur i en effektiv brug af AI som den lifecycle management af AI-generationerne, der er nødvendig for at lukke op for de forretningsmuligheder, som ligger i brugen af kunstig intelligens, fortæller direktør for Advantechs IoT-gruppe, Miller Chang.
Han ledsages under præsentationen af Advantechs strategi af Jeffery Torrance fra Qualcomm, som ser et eksplosivt stort behov for AI i edge-applikationerne, i takt med mange mønstre inden for såvel erhvervslivet som trafikken – og mange andre steder – bliver stadigt mere komplekse. Alene manglen på medarbejdere inden for produktionssektoren gør en lang række automatiserede løsninger i industrien stærkt nødvendige. Eller tag trafikken: Det giver ingen mening at stræbe efter autonome køretøjer, hvis man skal sende data frem og tilbage til en cloud computer for at opnå en korrekt styring i trafikken af autonomt styrede køretøjer.
– Vi har brug for at udvikle produkterne mod såvel en forventelig udvikling af nuværende og kommende AI-modeller samt en kontinuert skalering af processorer og board-størrelser. Det er blandt andet en nødvendighed for at undgå, at energiforbruget til AI-baserede systemer ikke går fuldstændig amok. Det er i den forbindelse interessant at se på udviklingen af mobiltelefonerne, der trods en stadigt højere ydelse og et utal af apps og funktioner ikke er blevet større eller kræver blæserkøling af processorerne. Qualcomm går den samme vej i udviklingen af processorer til AI-systemer, og vi skal opnå kvalificerede beslutninger med afsæt i den kunstige intelligens, uden at forbrug og varmeudvikling går gennem loftet, forklarer Jeff Torrance.
Blandt de nyeste produkter fra Advantech er blandt andet det 75 TOPs (Tera Operationer pr. sekund), AOM-7721-board, som netop understreger Qualcomms idé.
Bedre alternativ til Intel Atom?
Flere på markedet for embeddede produkter kender måske Henrik Petersen, der tidligere var hos Data-Link. Men nu siger han ”Ad” til sit link og har fået til opgave at opbygge Adlink og virksomhedens marked i Norden. Taiwan-virksomheden er kendt for at tænke en smule på tværs af mange mainstream-løsninger, og det giver rigtig god mening, hvor udviklingen inden for single-board computere, box-computere og lignende embeddede løsninger går lynende stærkt. Og med en god portion overbevisende hands-on demoer under Embedded World kunne Adlink og Henrik Petersen også vise løsninger, som var noget anderledes end konkurrenternes.
– Vi har gjort en del ud af at sammenligne Intel Atom-baserede computere med de Mediatek-bestykkede produkter, som vi tilbyder hos Adlink. I demoerne viser vi funktioner og forbrug, og det understreger, at man med fordel godt kan kigge ud over Intel Atom-løsningerne. Mediatek-processorerne giver rigtigt brugt rundt regnet dobbelt så høj ydelse ved nogenlunde den halve effekt. Og prisen er den samme, så man kan vel godt hævde, at Mediatek giver et bedre alternativ, vurderer Henrik Petersen.
Mediatek trækker på sine erfaringer fra mobiltelefonmarkedet, hvor virksomheden har været den største leverandør af processorer til midrange-mobiltelefonerne. På et så konkurrencepræget marked er forholdet mellem ydelse og pris altafgørende, og erfaringerne fra dette marked har Mediatek trukket med over til de embeddede processorer. Dertil kommer, at Mediatek lover ti års markedslevetid for sine processorer, hvilket er et stort plus til mange industrielle og embeddede løsninger, der netop må forventes at have lange brugstider på markederne.
– Det er en spændende portefølje, jeg nu repræsenterer. Vi starter indsatsen i Danmark med fokus på instrumenter og medicoteknik, men da Adlink også har en række højtydende boards til banedrift, kigger vi også på markeder, som har brug for ekstraordinært robuste embeddede computerløsninger, konkluderer Henrik Petersen.
Billedtekster:
1: – Vi har nu i alt 10 divisioner inden for tre overordnede markeder og segmenter, Europa, Global og Software/Solutions, som hver især omsætter for 1350-, 320- og 750 millioner euro, kunne Kontrons CEO, Hannes Niederhauser, fortælle under virksomhedens strategi-pressemøde.
2: Congatec har udviklet aReady.COMs, som minimerer arbejdet under applikationslagene i embeddede-/edge-computere, og som medvirker til at bane vejen for AI. Blandt de første løsninger er aReady.COM med ctrlX OS fra Bosch Rexroth, forklarede Congatecs nye CEO, Dominik Ressing.
3: Jeff Torrance fra Qualcomm var gæstetaler hos Advantech. Han ser 2024 som året, hvor AI reelt begynder at få en betydning inden for embedded computing, men hvor fokus også skal være på pruning og dermed en reduktion i det eksplosivt stigende energiforbrug som følge af AI-løsninger.
4: Henrik Petersen skal opbygge Adlinks marked i Norden. Taiwan-virksomheden er spændende med deres brug af ”alternative” processorløsninger som Mediatek, men til den samme pris får man stort set den dobbelte ydelse med det halve forbrug i forhold til et lignende Intel Atom-design. Det er da værd at tænke over …
