Module Client COM-HPC avec Accélérateurs IA Intégrés pour l'Informatique de Pointe

Congatec a annoncé le conga-HPC/cRX1 prêt à l'emploi, un module COM-HPC Client Size C doté de processeurs AMD Ryzen AI Embedded série X100 conçus pour les applications d'IA physique à forte intensité de calcul. Le système vise l'automatisation industrielle, la technologie médicale, la robotique et les véhicules commerciaux autonomes fonctionnant dans les environnements de l'agriculture intelligente, de la logistique et de la sylviculture.

Architecture Intégrée pour les Charges de Travail d'IA Physique
Les applications d'IA physique nécessitent un traitement en temps réel pour unifier la détection, le contrôle et la prise de décision au sein d'environnements opérationnels dynamiques. Le conga-HPC/cRX1 répond à ces exigences computationnelles en intégrant jusqu'à 16 cœurs de processeur AMD « Zen 5 » fonctionnant à des fréquences d'horloge allant jusqu'à 5,1 GHz. Les tâches de traitement séquentiel, telles que la planification du mouvement, le contrôle en temps réel et la fusion de capteurs, s'exécutent sur la matrice de cœurs de processeur.

Les charges de travail de traitement parallèle, notamment la perception de l'environnement et la détection d'objets, sont déchargées sur un GPU AMD Radeon RDNA 3.5 intégré contenant jusqu'à 40 unités de calcul. Le GPU offre jusqu'à 59 TOPS de performance d'inférence INT8 et 29,7 TFLOPS de capacité de calcul FP32, ce qui permet l'exécution locale de grands modèles linguistiques (LLM) et d'analyses visuelles multi-flux sans nécessiter de cartes d'extension discrètes. Pour les tâches d'arrière-plan continues telles que la reconnaissance vocale et l'analyse d'images en continu, une unité de traitement neuronal (NPU) AMD XDNA 2 dédiée fournit jusqu'à 50 TOPS de traitement d'IA à haute efficacité énergétique.

Spécifications Techniques et Infrastructure Mémoire
Le module est fabriqué au format COM-HPC Client Size C, mesurant 120 mm × 160 mm. L'enveloppe thermique (TDP) est configurable à partir d'un réglage de base de 45 W pour les applications sensibles à la consommation jusqu'à 120 W pour un débit de calcul maximal, avec un TDP de base standard fixé à 55 W. Le système fonctionne sur la plage de températures industrielles allant de -40 °C à +85 °C.

Pour prendre en charge les tâches à fort débit de données telles que le traitement GPU à usage général (GPGPU), le module intègre jusqu'à 128 Go de mémoire unifiée LPDDR5X-8533 directement soudée sur la carte. Le soudage des composants mémoire améliore la stabilité mécanique contre les chocs et les vibrations dans les déploiements mobiles et d'équipements lourds. L'architecture de mémoire unifiée élimine les transferts de bus dédiés entre les pools de mémoire séparés du CPU et du GPU, réduisant ainsi la latence de transfert des données. Un stockage NVMe embarqué optionnel allant jusqu'à 512 Go offre un accès direct pour les systèmes d'exploitation locaux et les poids des modèles d'IA.

Options d'Interfaces Industrielles et Conformité à la Cybersécurité
Les périphériques et les cartes d'extension à haute vitesse se connectent via jusqu'à 24 lignes PCIe Gen4. Ces lignes accueillent des adaptateurs Ethernet industriel multi-gigabits, des contrôleurs de bus de terrain et des modules de communication sans fil. La connectivité externe intégrée comprend :

Les processus de développement et de cycle de vie du conga-HPC/cRX1 sont conformes à la norme de cybersécurité industrielle IEC 62443-4-1, aidant les fabricants d'équipements à répondre aux exigences techniques de la loi européenne sur la cyberrésilience prenant effet en décembre 2027. La sécurité au niveau matériel est complétée par un module TPM 2.0 (Trusted Platform Module) intégré.

Écosystème Logiciel et Virtualisation des Charges de Travail
Le développement logiciel s'appuie sur la pile open source AMD ROCm pour le calcul haute performance et les cadres d'apprentissage automatique. Les systèmes d'exploitation pris en charge comprennent Microsoft Windows 11, Windows 11 IoT Enterprise et les distributions Linux.

Des options logicielles préconfigurées sont proposées via l'initiative aReady.COM, incluant des implémentations sous licence de ctrlX OS, Ubuntu Pro et KontronOS. Le contrôle en temps réel, l'interface homme-machine (IHM), l'exécution de l'IA et les fonctions de passerelle IIoT peuvent être consolidés sur un seul module physique grâce à aReady.VT, qui intègre la technologie d'hyperviseur conga-zones. La gestion à distance, le diagnostic et la collecte de données sont gérés via les composants logiciels aReady.IOT.

Contexte Additionnel
Cette section détaille les spécifications techniques et les analyses comparatives concurrentielles non incluses dans l'annonce produit d'origine.

Dans les architectures de modules d'ordinateur embarqués, le traitement de pointe à haute performance nécessitait historiquement de coupler un module hôte x86 avec une carte d'accélération PCI Express discrète ou d'utiliser des plateformes propriétaires System-on-Module (SOM) telles que Nvidia Jetson AGX Orin.

Le congatec conga-HPC/cRX1 s'appuie sur la norme ouverte au format PICMG COM-HPC Client Size C, intégrant un CPU x86, un GPU et un NPU dans une seule unité. Il prend en charge jusqu'à 128 Go de mémoire unifiée LPDDR5X-8533, atteignant jusqu'à 109 TOPS de performance d'IA combinée (50 TOPS pour le NPU et 59 TOPS pour le GPU) sur une plage d'enveloppe thermique configurable de 45 W à 120 W, tout en fonctionnant dans des plages de températures industrielles allant de -40 °C à +85 °C.

À titre de comparaison, les architectures haut de gamme traditionnelles reposent sur des modules CPU x86 séparés connectés à des cartes d'extension GPU ou NPU PCIe discrètes. Ces systèmes séparés disposent d'une mémoire système DDR5 et d'une mémoire vidéo discrète distinctes, consomment souvent de 150 W à plus de 300 W et fonctionnent dans des fenêtres thermiques plus étroites généralement limitées à une plage de 0 °C à +60 °C.

Les conceptions SOM propriétaires alternatives, telles que le Nvidia Jetson AGX Orin 64GB, utilisent un CPU ARM intégré aux côtés de l'architecture GPU Ampere et d'accélérateurs d'apprentissage profond (DLA). Le Jetson AGX Orin fournit 64 Go de mémoire LPDDR5, offre jusqu'à 275 TOPS INT8 dispersés pour des budgets énergétiques inférieurs allant de 15 W à 60 W et fonctionne de -25 °C à +85 °C.

L'intégration des moteurs de calcul, de graphisme et de traitement neuronal sur un module COM-HPC à norme ouverte réduit l'empreinte physique totale, diminue les exigences de dissipation thermique et supprime les points de défaillance mécanique associés aux connecteurs PCIe dans les applications industrielles à fortes vibrations.

Édité par Evgeny Churilov, Induportals Media - Adapté par l'IA.

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