ПРЕСС-ЦЕНТР

Микроархитектура Intel Atom и новые стратегии ведения бизнеса в секторе CompactPCI 3U

МКА: мир ВКТ, 5/2009

Л.Г. Акиншин, В.В. Бретман

Спустя лишь год с небольшим после своего рыночного дебюта микроархитектура Intel Atom прочно утвердилась как одна из ключевых нанотехнологий для индустрии встраиваемых систем. В последнее время наметилась тенденция устанавливать процессоры Intel Atom не только на модули малогабаритных и сверхмалогабаритных форматов, но и на платы в классических конструктивах для магистрально­модульных систем, что приводит к появлению интересных встраиваемых продуктов, не укладывающихся в привычные рамки и ломающих устоявшиеся стереотипы. Хорошим примером такого продукта может служить процессорный модуль Kontron CP305, реализованный в формате CompactPCI 3U.

Плата Kontron CP305 – изделие действительно очень странное как для продуктового предложения международного холдинга Kontron (www.kontron.com), так и для всего сектора CompactPCI 3U. Для начала опишем основные технические характеристики продукта CP305 с минимумом комментариев.

Изделие Kontron CP305 выполнено на базе нового x86­совместимого процессора Intel Atom N270 из подмножества Intel Embedded Roadmap, который характеризуется сверхнизким тепловыделением и увеличенным жизненным циклом. Благодаря этому процессору плата CP305 выделяет настолько мало тепла (менее 15 Вт), что не нуждается ни в собственном, ни в системном вентиляторах и подходит для создания высоконадёжных безвентиляторных систем, не имеющих движущихся частей. Использованию этого продукта в высоконадёжных системах способствует и то обстоятельство, что CP305 обеспечивает дополнительную конструктивную жёсткость за счёт запайки всех основных компонентов. Изделие CP305 поддерживает температурный диапазон ­40…+85оC, демонстрирует хорошую устойчивость к воздействию ударов и вибрации (соответственно до 30g и до 5g) и оптимизированно по цене. Слово «оптимизированно» в данном контексте означает, что изделие имеет бюджетный уровень цен, а производительность обеспечивает весьма достойную.

В таблице продукт CP305 сравнивается с современной флагманской моделью CP307 по некоторым формальным техническим показателям.

Как можно видеть, главное достоинство CP305 (рис. 1) – отнюдь не его производительность, а уникальное сочетание низкой цены и высокой степени защищённости, то есть пригодности для эксплуатации в самых неблагоприятных условиях. Таких продуктов на рынке CompactPCI 3U ещё не было.

 

Рис.1. Процессорный модуль CP305 в стандарте CompactPCI 3U – это уникальное сочетание низкой цены и высокой степени защищённости

Сравнение изделий CP307 и CP305

Изделие

Kontron CP307

Kontron CP305

Тип процессора

Core Duo (T2500, L2400 (LV) и U2500 (ULV) в корпусах micro­FCBGA)

Atom N270

Core 2 Duo (T7400 и L7400 (LV) в корпусах micro­FCBGA)

Celeron (440 и 423 в корпусах micro­FCBGA)

Технологический процесс

65 нм

45 нм

Частота процессора

до 2,16 ГГц

до 1,6 ГГц

Чипсет

Intel 945GM + ICH7­R

Intel 945GSE + ICH7M

Тип памяти

двухканальная DDR2, запаянная и SODIMM

одноканальная DDR2, запаянная

Объём памяти

до 4 Гбайт

до 2 Гбайт

Частота памяти

533/667 МГц

533 МГц

Поддерживаемые видеоинтерфейсы

VGA в однослотовой конфигурации +
DVI в двухслотовой конфигурации

VGA в однослотовой конфигурации + DVI в двухслотовой конфигурации

Интерфейсы Gigabit Ethernet

2 шт. с возможностью фронтального либо тыльного подключения

2 шт. с возможностью фронтального либо тыльного подключения

Порты USB 2.0 в однослотовой конфигурации

2 шт.

2 шт.

Подключение дисков

4 интерфейса Serial ATA с поддержкой массивов RAID и 1 порт IDE

2 интерфейса Serial ATA и 1 порт IDE

Флеш-­память

CompactFlash

CompactFlash

Доступные расширения до двухслотовой конфигурации

классические дисковые

классические дисковые

Поддержка пассивного охлаждения

да

да

Версии ­40…+85°C

есть

есть

Ценовой диапазон

~ 1700 евро

~ 500 евро

Основные преимущества

позволяет использовать мощные двухъядерные ЦП во встраиваемых приложениях

защищённый продукт по цене бюджетного

Линейки Rugged и Value

Новизна и необычность изделия Kontron CP305 лучше всего видны в историческом контексте. Продуктовое предложение холдинга Kontron по направлению CompactPCI 3U делится на две линейки: защищённые профессиональные изделия (линия Rugged) и их бюджетные версии (линия Value Line) (см. рис. 2). Первая серия слагается продуктами Kontron CP302, CP303, CP306, CP307 и CP308. Все они суть мощные, полнофункциональные, высокопроизводительные Rugged­машины, предназначенные для жёстких условий эксплуатации. Это профессиональное «железо», идеально подходящее для использования в приложениях с неблагоприятными условиями внешней среды. Аппаратные средства из линейки Rugged не отличаются дешевизной (средняя цена около 1500 евро), но чрезвычайно надёжны (отличная устойчивость к ударно­вибрационным нагрузкам, поддержка расширенного температурного диапазона, специальное конформное покрытие и другое) и рассчитаны на использование в аэрокосмических, оборонных, транспортных и иных приложениях высокой ответственности.


Рис. 2. Продуктовые линейки защищённых (Rugged) и бюджетных (Value Line) изделий в продуктовом предложении холдинга Kontron по направлению CompactPCI 3U

Серию Kontron CompactPCI 3U Volume Line образуют продукты с индексом V (CP303­V, CP306­V и CP307­V). Это недорогие бюджетные машины, имеющие по сравнению с изделиями из «защищённой» линейки менее богатую функциональность и создающиеся с использованием недорогих компонентов и конструкторских решений, что сдвигает их сферу применимости в область Low End, то есть в традиционную зону влияния простых 19­-дюймовых промышленных ПК в стандартах PICMG 1.0–1.3. Рынки, на которые нацелена линейка Volume, диктуют стоимость одного продукта в районе 500 евро. Это означает, что машины данной серии не могут существовать в версиях с конформным покрытием и расширенным температурным диапазоном, должны оснащаться недорогой памятью и др. Но возможностей таких изделий вполне достаточно, например, для многих промышленных задач (промышленный сегмент – один из основных рынков сбыта подобных плат). Кроме того, модели серии Value Line хороши как недорогие средства освоения системной архитектуры CompactPCI, то есть их можно рекомендовать клиентам, не имеющим опыта работы с оборудованием этого стандарта. Важной особенностью представителей линейки Value было то, что на них устанавливались как процессоры из подмножества Intel Embedded Roadmap с увеличенным жизненным циклом, так и обычные офисные ЦП.

Новизна изделия KontronCP305

Почему свою CompactPCI­плату высоты 3U на базе процессора Intel Atom холдинг Kontron назвал именно CP305? Потому что по производительности данный продукт попадает в зазор между Kontron CP303/304 и Kontron CP306 или, если угодно, между Intel Pentium 3 и Intel Pentium M. Непонятно другое: почему 5 лет назад между CP304 и CP306 было оставлено свободное место? Быть может, причиной тому – «творческое» предвидение специалистов холдинга Kontron, которые рассчитывали в не очень далёком будущем получить в своё распоряжение x86­совместимый процессор с промежуточной производительностью. Или же к ним поступила эксклюзивная информация от компании Intel, с которой холдинг Kontron длительное время пребывает в отношениях тесного стратегического партнёрства в рамках консорциума ICA. Но факт остаётся фактом: по тем или иным причинам место между CP304 и CP306 было зарезервировано задолго до появления нанотехнологий, позволивших создать нынешний Kontron CP305, и это место пригодилось, потому что по своей производительности CP305 как раз и является тем самым «пропущенным звеном».

Пока трудно сказать, как появление Kontron CP305 скажется на судьбе серии Value Line. Но для клиентов это не имеет большого значения; недостатка в бюджетных продуктах формата CompactPCI 3U на рынке не будет в любом случае. Важно другое: CP305 – это исторически неизбежный продукт, созданный прогрессивно мыслящими инженерами в стремлении покорить набирающий силу мейнстрим под названием Intel Atom. Это ответ на чаяния пользователей, желающих применять в своих CompactPCI­приложениях новые сверхмалопотребляющие процессоры компании Intel. В силу необычности характеристик указанных процессоров CP305 получился не менее революционным, чем суперсовременная мультимедийная модель CP308, хотя CP305 и CP308 весьма далеки друг от друга и по конструкции, и по производительности, и по функциональности, и по цене. Микроархитектура Intel Atom наделяет плату CP305 дуальными свойствами. С одной стороны, это продукт жёсткого исполнения, что позволяет рассматривать его как низкопроизводительное Rugged­ решение. С другой стороны, по своей цене изделие CP305 попадает в зону бюджетных ValueLine и может с успехом использоваться в недорогих приложениях. Независимо от того, как именно холдинг Kontron будет позиционировать данный продукт, с его приходом на рынке CompactPCI 3U появился совершенно новый класс изделий – одноплатные компьютеры, рассчитанные на жёсткие условия эксплуатации, но предлагающиеся по цене недорогих бюджетных моделей.

С приходом Kontron CP305 на рынке CompactPCI 3U появился совершенно новый класс изделий – одноплатные компьютеры, рассчитанные на жёсткие условия эксплуатации, но предлагающиеся по цене недорогих бюджетных моделей.

Вообще говоря, вопрос позиционирования продукта Kontron CP305 не так прост, как может показаться на первый взгляд. Это плату нельзя безоговорочно отнести ни к линейке Rugged (по цене и производительности), ни к серии Value Line (жёсткое исполнение: ­40…+85оС с запаянными компонентами), что опять­таки может представлять для клиентов лишь академический интерес. «Каким бы хитрым словом ни был назван компьютер Kontron CP305, к какой бы новой или старой продуктовой категории он ни был отнесен, на его потребительских качествах это никак не скажется. Приобретая Kontron CP305, пользователи в любом случае будут получать великолепный защищённый продукт по бюджетной цене, – считает Алексей Рыбаков, технический директор российской компании «РТСофт». – Мы являемся свидетелями рождения новой логики ведения бизнеса в секторе CompactPCI 3U, когда один и тот же продукт может быть одновременно и защищённым, и недорогим. А стало это возможным лишь с появлением процессоров Intel Atom».

Мы являемся свидетелями рождения новой логики ведения бизнеса в секторе CompactPCI 3U, когда один и тот же продукт может быть одновременно и защищённым, и недорогим.

Добавим от себя, что CP305 не станет менее привлекательным для пользователей даже в том случае, если холдинг Kontron решит выпустить Value­версию продукта CP308. Эта модификация и изделие CP305 будут по­прежнему очень и очень разными машинами, несущими в себе разные идеологии.

Вписать CP305 в существующее продуктовое предложение холдинга Kontron и очертить круг потенциальных применений данного продукта трудно в том числе и потому, что спектр приложений класса Low End по самой своей природе весьма широк (а то, что Kontron CP305 относится именно к Low End, сомнению не подлежит). Это отдельный большой мир конечных задач, для которых требуются аппаратные средства с относительно низкой производительностью и низкой ценой. Вполне вероятно, что благодаря таким продуктам, как CP305, в сфере Low End появится новая, особая область – защищённые бюджетные приложения.

Микроархитектура Intel Atom, которой продукт CP305 обязан фактом своего существования, также вносит известную путаницу, поскольку не вписывается в привычную интеловскую схему «новый высокопроизводительный процессор – новый бюджетный процессор». Бюджетные версии, объединенные общим названием IntelCeleron, существовали и у IntelPentiumII, и у Intel Pentium III, и у Intel Pentium 4, и у Intel Pentium M. Текущие модели серии IntelCeleron являются «урезанными» модификациями чипов Intel Core 2 Duo. Процессорам Intel Atom в этой схеме нет места, они другие. Если раньше плата на базе «полноценного» нового ЦП марки Intel однозначно идентифицировалась как изделие класса High End, а на базе процессора Intel Celeron – как бюджетный продукт, то c Intel Atom всё несколько иначе, поскольку в некотором смысле эти процессоры вообще «не от мира сего».

И ещё один любопытный факт: микроархитектура Intel Atom не имеет массового распространения в настольных компьютерах и тем более серверах, что ничуть не помешало ей проникнуть во встраиваемые системы. Это один из тех редких случаев, когда преимущества новой технологии становятся очевидными настолько, что она принимается индустрией ВКТ (встраиваемых компьютерных технологий) без предварительной обкатки на общекомпьютерном рынке.

В свете вышесказанного возникает соблазн выделить Kontron CP305 в отдельную «среднюю» линейку (рис.2), совмещающую в себе свойства Rugged­изделий и представителей серии Value Line. Такое решение проблемы позиционирования оправдано ещё и потому, что CP305 – это ни в коем случае не одиночный продукт. Рынок настоятельно требует изделий формата CompactPCI 3U на базе процессоров Intel Atom, и такие изделия неизбежно будут появляться. То есть Kontron CP305 – это лишь первая, но далеко не последняя «бюджетно­защищённая» машина вне зависимости от того, как именно CP305 и подобные ему продукты будут споцизионированы производителем – в какую­либо из уже существующих или в отдельную линейку. Иными словами, позиционирование позиционированием, а де­факто Kontron CP305 – это первый представитель нового типа изделий на рынке CompactPCI 3U.

Ультрамобильный процессор для магистрально­модульных систем

Обрисовать в двух словах, для каких именно приложений плата Kontron CP305 будет лучшим выбором, довольно трудно, поскольку плата CP305 – это весьма необычный продукт, в том числе и с точки зрения позиционирования, ибо является результатом симбиоза новых сверхмалопотребляющих 45­нанометровых процессоров Intel Atom и классической системной архитектуры CompactPCI.

Процессоры Intel Atom и платы большого формата – сочетание и в самом деле нетривиальное. Ультрамобильные ЦП рассчитаны в целом на задачи несколько иных типов, нежели магистрально­модульное оборудование стандарта CompactPCI. Вот почему ещё год назад специалисты холдинга Kontron, дабы не шокировать рынок, предпочитали говорить о возможном выпуске платы CompactPCI с процессором Intel Atom в более чем осторожных выражениях. Но в действительности никакой фатальной «несогласованности» между технологиями CompactPCI и Intel Atom нет, поскольку реальная сфера применимости микроархитектуры Intel Atom гораздо шире ультрамобильных приложений. Если согласиться с тем, что Intel Atom – это малая цена, х86­совместимость, компактность и энергоэффективность, то почему бы не использовать эти процессоры при создании современных одноплатных машин формата CompactPCI 3U, нуждающихся в компонентной базе с подобными свойствами?

Для осознания данного факта мировой индустрии ВКТ потребовалось время. А затем на рынке стали появляться необычные изделия. Создание таких продуктов, как Kontron CP305, предполагает некоторую степень инженерной отваги, однако бизнес­процессы, связанные с микроархитектурой Intel Atom, подводят производителей к мысли о необходимости установки чипов Intel Atom не только на новые малогабаритные и сверхмалогабаритные изделия, но и на гораздо более крупные платы унаследованных форматов. Имеются в виду материнские платы (Mini­ITX и др.), а также такие традиционные для индустрии ВКТ конструктивы, как ETX и CompactPCI. И если ещё буквально вчера некоторые специалисты скептически относились к перспективам появления на рынке решений подобного типа, рассуждая об их экономической неэффективности и о сложностях реализации некоторых старых интерфейсов (Parallel ATA, ISA и др.) на компонентной базе Intel Atom, то сегодня мы уже имеем глобальный тренд по установке процессоров Intel Atom на платы самых разных конструктивов, включая классические. Не стоит удивляться, если в недалёком будущем мы увидим процессоры Intel Atom на платах CompactPCI 6U и даже на платах VME 6U. Кто сказал, что абсолютно всем потребителям изделий данных форматов требуется максимально возможная производительность?

Бизнес­процессы, связанные с микроархитектурой Intel Atom, подводят производителей к мысли о необходимости установки чипов Intel Atom не только на новые малогабаритные и сверхмалогабаритные изделия, но и на гораздо более крупные платы унаследованных форматов.

Завершая тему Intel Atom, возьмём на себя смелость заявить, что x86­совместимые процессоры с необычно низким энергопотреблением – это, вне всякого сомнения, технология глобального значения, одна из сильнейших идей последнего десятилетия и один из крупнейших успехов компании Intel в начавшемся тысячелетии. Технология Intel Atom меняет мир, в котором мы живём, причём изменения происходят сразу и на общекомпьютерном рынке, и в индустрии ВКТ. Для адекватного описания такого явления, как Intel Atom, недостаточно одних лишь технических характеристик. История компьютерного рынка знает много примеров того, как новые технологии, казавшиеся поначалу весьма прогрессивными и перспективными, не получали в конечном счёте сколько­нибудь широкого распространения или вообще не приживались. Однако реализация системы команд x86 в форме, пригодной для ультрамобильных приложений, – это нечто настолько яркое, нужное и полезное, что сомневаться в успехе данной идеи не приходится. А уж если быть до конца откровенным, разве не понимаем все мы, что при наличии x86­совместимых альтернатив, позволяющих переносить готовые приложения с ПК на встраиваемые платформы, ни один здравомыслящий разработчик не станет по доброй воле возиться с любыми, на порядок менее «стандартными», c точки зрения объёмов доступного системного «софта», микроархитектурами типа ARM или MIPS? Любой адекватный разработчик будет использовать устройства ARM или MIPS тогда и только тогда, когда на базе x86­совместимых процессоров стоящую перед ним задачу нельзя решить в принципе. Но таких задач будет всё меньше и меньше хотя бы в силу инженерных и бизнес­свойств изделий серии Intel Atom. Не следует недооценивать и потенциал корпорации Intel, которая в условиях кризиса крайне заинтересована в успехе своих новых бюджетных процессоров. Архитектура Intel Atom – это та критическая точка, где интересы поставщиков компонентов, поставщиков изделий уровня плат и клиентов в ряде рыночных сегментов совпадают целиком и полностью, что придаёт данной ультрамобильной технологии способность проникать на рынки, весьма далёкие от ультрамобильного.

Диктат рынка

Изучая изделие Kontron CP305, поневоле приходишь к выводу, что отдельные компании, даже самые крупные, не так уж свободны в своих действиях, как принято думать. Продукт CP305 появился на свет не потому, что так взбрело в голову баварским инженерам, а в силу объективных закономерностей развития рынка ВКТ.

Х86 ­совместимые процессоры Atom с ультранизким энергопотреблением – это, вне всякого сомнения, технология глобального значения, одна из удачнейших идей последнего десятилетия и один из крупнейших успехов компании Intel в начавшемся тысячелетии.

Проект Kontron CP305 рождался в муках и не без курьезов. Ещё полтора год назад холдинг Kontron ничего похожего на плату CP305 даже не планировал, сама мысль об установке ультрамобильного процессора Intel Atom на плату для относительно крупных магистрально­модульных систем казалась многим специалистам холдинга едва ли не еретической (данная инсайдерская информация почерпнута авторами статьи из частных бесед с менеджерами холдинга). Но вопросы пользователей, когда же на базе Intel Atom появятся платы CompactPCI, дали свои плоды. Будучи реалистами, специалисты Kontron увидели зарождающийся рыночный тренд и начали разработку CP305. Получается, что в данном случае Kontron последовал уже существующей тенденции спроса, сформировавшейся без какого­либо его участия. Заслуга специалистов холдинга в том, что они смогли эту тенденцию разглядеть, оценить и обратить на благо своим клиентам и всему рынку.

* * *

Изделие Kontron CP305 имеет большое стратегическое и прецедентное значение. С его появлением для пользователей оборудования CompactPCI 3U стало возможно доселе неслыханное: получать надёжное защищённое изделие с расширенным температурным диапазоном по цене среднестатистического бюджетного продукта, рассчитанного на гораздо более мягкие условия эксплуатации и выполненного по совершенно другим стандартам качества. Модуль CP305 позволяет экономить деньги при создании защищённых систем и использовать самые настоящие защищённые продукты, выполненные по открытым стандартам, в тех приложениях, для которых традиционное стандартизованное «железо» класса High End исторически не подходило по цене. В нынешних условиях плата CP305 актуальна ещё и потому, что в силу своей бюджетности может использоваться в том числе и как антикризисное решение, обладающее всеми потребительскими свойствами дорогого профессионального «железа» из линейки Rugged за исключением цены.