Apollo Lake: Intels Atom-Antrieb für Autos und andere Dinge
Drei neue SoCs aus der Linie Apollo Lake sollen Intel im Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) weiter voranbringen. Bisher herrschen hier vor allem ARM-Designs vor, weil diese sehr günstig und sparsam sind. Immerhin auf bis zu 6,5 Watt TDP kommt der kleinste der neuen Atoms herunter, dieser x5-E3930 genannte Baustein hat aber nur zwei Kerne. Die Quad-Cores x5-3940 und x7-E3950 benötigen 9,5 und 12 Watt und eignen sich damit gerade noch so für Geräte, die mit Power over Ethernet versorgt werden. Bemerkenswert ist die Spannung von 500 Millivolt, bei der die Chips ohne Last noch betriebsbereit gehalten werden können, wie Intel bei der Vorstellung der Serie in München sagte. Gefertigt werden die Bausteine mit 14 Nanometern Strukturbreite, die Größe des Dies verriet Intel bisher nicht.
Die SoCs basieren wie die für PCs vorgesehenen Apollo Lake auf der runderneuerten Goldwell-Architektur, welche die umfangreichste Änderung an den Atoms seit ihrem Start als Netbook-Chips sein soll. Details dazu hat Intel der neuen Strategie des Unternehmens folgend noch nicht vorgelegt. Immerhin soviel ist bekannt: Die x86-Kerne arbeiten mit Out-of-Order-Bearbeitung der Befehle, und die Leistung pro Takt (IPC) soll gegenüber dem Vorgänger Silvermont um 49 Prozent im Bechmark SPECint_base2006 gestiegen sein. Hyperthreading gibt es, anders als bei früheren Atoms, nicht mehr. Die Grafikleistung soll sich um 70 Prozent erhöht haben, Intel verwendet dafür den älteren Test 3DMark11. Die genauen Messwerte dieser Tests behält der Chiphersteller für sich.
Im Vergleich mit der früheren Serie Atom E3800 soll sich die Leistung mit realen Anwendungen bei gleicher Leistungsaufnahme für die CPU um 70 Prozent gesteigert haben, die der GPU fast verdreifachen. Für Letzteres sind die bis zu 18 Rechenwerke (EU) verantwortlich, die Intels neunter Generation von Grafikeinheiten entspringen, wie sie auch schon in den aktuellen PC-Prozessoren mit Codenamen Skylake (Core iX-6000) verwendet werden.
Diese Grafikperformance soll zusammen mit Fixed-Function-Units für alle modernen Codecs bis hin zu HEVC (H.265) und HDCP 2.2 dafür sorgen, dass ein Apollo Lake bis zu drei Displays mit 4K-Auflösung bei 60 Hertz ansprechen kann. Nötig ist das nicht nur für das Dashboard eines Autos und zwei Monitore für die Fonds-Passagiere, sondern auch für Überwachungssysteme. Wie Intel erklärte, gibt es bei den Kameras für solche Anlagen zwei Philosophien: entweder die Rohdaten des Sensors an einen Server übertragen und dort auswerten oder mehr Intelligenz in die Kamera selbst stecken.
Dort sollen die GPUs und Videoeinheiten von Apollo Lake beispielsweise der Bewegungs- und Personenerkennung dienen oder die Bildqualität bei schlechten Lichtverhältnissen erhöhen. Das, so Intel, resultiere in geringeren Datenmengen, die bei schmalbandigen Funkverbindungen sinnvoll seien. Vor allem aber können die SoCs direkt mit den Rohdaten des Sensors arbeiten. Insgesamt werden die Codecs H.264, MPEG2, MVC, VC-1, WMV9, H.265/HEVC, VP8, JPEG und MJPEGC unterstützt.
Die E93x0 funktionieren auch bei minus 40 Grad
Für beide Anwendungsbereiche, also Auto und Überwachung, sind Verschlüsselung und genaues Netzwerktiming entscheidend. Letzteres soll ein neuer Mechanismus namens "Time Coordinated Computing Technology" sicherstellen. Die verschiedenen Takte und Zeitgeber von x86-Kern bis PCI-Express-Fabric werden dabei genau vermessen und synchronisiert. Dadurch ist es der Software möglich, die Laufzeit eines Datums auf bis zu eine Mikrosekunde genau vor dem Transfer zu kennen. Das ist für Assistenzsysteme wie eine Notbremsautomatik im Auto nötig: Da die Algorithmen vorausschauend agieren, müssen sie wissen, wann eine ausgelöste Aktion auch bei den mechanischen Systemen ankommt. Intel will dafür nicht nur die eigenen Ethernet-Controller, sondern auch die Phy-Bausteine anderer Hersteller zertifizieren.
Da die Umgebungen für Apollo Lake meist unter Linux laufen – auch Industriesteuerung, was dessen drittes Feld werden soll – hat Intel die Unterstützung für Verschlüsselung erweitert. Nicht nur die AES-Befehle, sondern auch die bisher den Core-CPUs vorbehaltenen Beschleuniger für SHA1 und SHA256 beherrschen die Atoms. Zudem kann nun ein TPM per Firmware in das SoC integriert werden. Diese "Platform Trust Technology" entspricht funktional dem, was ARM-Chips als "Trusted Zone" können. Solche Mechanismen werden auch bei anderen Geräten schon länger eingesetzt, die recht sichere Vollverschlüsselung von Smartphones ist ein Beispiel dafür. Um im Auto sicherheitsrelevante Systeme von der Unterhaltungstechnik abzuschotten – diese ist durch Online-Verbindungen und USB-Ports leicht angreifbar – sollen virtuelle Maschinen der verwendeten Betriebssysteme zum Einsatz kommen.
Da die Automobilhersteller vor allem ihre eigenen Marken bewerben, wird es Fahrzeuge mit "Intel-inside"-Aufkleber wohl nicht geben. Dem Chiphersteller zufolge stecken seine Produkte schon in Wagen von BMW, Infiniti, Nissan und des chinesischen Herstellers FAW. Dazu kommen noch Zulieferer wie Neusoft und Delphi. Bereits 30 Fahrzeugmodelle soll es bisher mit Intel-Chips geben, 50 Millionen neue Wagen erwartet das Unternehmen in den kommenden Jahren. Dafür sollen die Apollo Lakes mindestens 7 Jahre unverändert gebaut werden, auf Anfrage von Autoherstellern auch deutlich länger.
Heißer und kälter als in einem PC darf es rund um das SoC werden. Bei minus 40 Grad soll der Apollo Lake noch nicht zufrieren, und bis zu 85 Grad Umgebungstemperatur muss er aushalten. Auf Nachfrage verriet Intel, wie warm es an der Chipoberfläche selbst (Tjunction) werden darf: 125 Grad Celsius.