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Sechste Generation der Intel-Core-Prozessoren : Ausgabe 03/2016, 18.02.2016

Neue Anwendungen für Industrie- und Embedded-PCs

Ende September 2015 stellte Intel die mittlerweile sechste Generation der Core-i-CPU-Familie (Codename Sky­lake) und die dazugehörigen 100-Series-Chipsätze vor. Nachdem die ersten Mainboards für Desktop-PCs verfügbar sind, folgen nun Boards für den Industriebereich. Aber was leisten Mainboards mit der neuen Plattform im Detail? Was wiederum ist mit der sechsten Generation Intel-Core-Prozessoren nicht mehr möglich?

Autor: Peter Hoser, Director OEM Mainboard Sales, Fujitsu

Bilder: Fujitsu

Industriemainboards zeichnen sich durch verbesserte Hardware-Features für den durchgehenden Betrieb in erweiterten Temperaturbereichen, umfangreiche Dokumentations- und Softwaretools sowie ein spezielles Lifecycle-Management aus. Sie können vielseitig eingesetzt werden, beispielsweise bei Digital-Signage, industrieller Automation, PoS oder in der Medizintechnik. Mit der sechsten Generation der Intel-Core-i-CPU-Familie kommt auch eine Reihe technischer Neuerungen, die gerade in anspruchsvollen industriellen Anwendungsszenarien viele Vorteile bringen.

DDR4 soll noch vor den Sommerferien neuer Standard werden

Zunächst wird der DDR4-Arbeitsspeicher mit 2133 MHz unterstützt. Zwar können unter der Skylake-Plattform auch weiterhin DDR3-Speicher mit einer maximalen Taktrate von 1600 MHz eingesetzt werden, aber gerade für Industriekunden lohnt sich der Umstieg: DDR4 bringt deutlich mehr Performance und erhöhte Langlebigkeit. Mittelfristig wird auch der Preis günstiger ausfallen, sobald sie sich als Standards etabliert haben, was noch im ersten Halbjahr 2016 erwartet wird.

Anstelle des LGA1150 ist der CPU-Sockel nun LGA1151. Die Skylake-Prozessoren sind nach den neuesten Typen der fünften Generation Core-Prozessoren (Codename Broadwell) bereits die zweite Generation, die eine feine 14-nm-Struktur nutzt. Dies hat den Vorteil, dass sie auf gleicher Fläche mehr Schaltungen erlaubt, wobei sich gleichzeitig Schaltwege und -zeiten verringern. So kann die CPU schneller arbeiten und hat zudem einen geringeren Leistungsverbrauch. Für Industriekunden bedeutet dies, dass sie die Boards bei weniger Energieverbrauch in einem höheren Temperaturbereich einsetzen können. Auch die Kühlung ist einfacher zu handhaben. Des Weiteren hat Intel die Funktions­einheiten auf dem Prozessor überarbeitet. Der Cache kann beispielsweise bis zu 8 MByte fassen.

Chipsätze C236, Q170 und H110 speziell für den Embedded Bereich

Eine weitere Innovation ist die HD530-Grafik. Die Grafikeinheit verspricht ebenfalls hohe Performance, beispielsweise beim Abspielen und Bearbeiten von Videos. So verbraucht der Prozessor bei der Wiedergabe eines Videos im MP4-Format beispielsweise nur 1 W.

Für den Embedded-Bereich bietet Intel drei Chipsätze mit unterschiedlichen Funktionen und Preisniveaus mit einer garantierten Verfügbarkeit von sieben Jahren an. Der C236-Chipsatz unterstützt die Server-Prozessoren der Xeon-E3-1200-V5-Processor-Series. Diese bieten im Vergleich zum Vorgänger Xeon-E3-1200-V3 32 GByte Video-Memory und DDR4-Speicher gegenüber 16 GByte Video-Memory und DDR3-Speicher. Ausserdem gibt es deutlich mehr USB3.0 und 2.0 Anschlüsse sowie PCIe 3.0 Lanes. Bei den Desktop-Varianten der sechsten Generation der Core-Prozessoren i7/i5/i3 unterstützt der Chipsatz vier DDR4 Sockel für Arbeitsspeicher mit Error Correction Code EEC. Für out-of-band-Management steht vPRO-Technik und Active-Management-Technik zur Verfügung. Stable-Image-Platform-Program SIPP garantiert dank seiner erweiterten Softwarestabilität zudem keinerlei Änderungen für den Chipsatz und mindestens 15 Monate Plattformstabilität für Treiber. Mit dem C236-Chipsatz können bis zu drei unabhängige Displays genutzt werden.

Der Q170-Chipsatz ist hinsichtlich der Funktionalität fast identisch mit dem C236-Chipsatz, bietet allerdings keinen XEON- und ECC-Support an. Für geringere Anforderungen steht der H110-Chipsatz zur Verfügung. Dieser unterstützt ebenfalls ausschliesslich die sechste Generation Core-Prozessoren i7/i5/i3. Es können vier SATA-Ports und zwei DDR4-Sockel genutzt werden, ebenfalls ohne ECC-Support. Zudem ist der PCIe 3.0 nur für den x16-Slot verfügbar. Der H110-Chipsatz unterstützt zwei unabhängige digitale Displays.

Einschränkungen bei PCI, VGA, einigen Schnittstellen und Xeon-Prozessoren

Trotz aller Neuerungen gibt es auch gewisse Einschränkungen der Skylake-Plattformen. Wie bereits bei der vierten Generation der Intel-Core-Prozessor-Plattform entfällt der PCI-Support. Soll dennoch PCI eingesetzt werden, entstehen Mehrkosten für eine diskrete Lösung über einen zusätzlichen PCI-Bridge-Controller. Zudem wird in der sechsten Generation der Intel-Core-Prozessoren analoge Grafik (VGA) nicht weiter unterstützt. Dementsprechend müssen Kunden hier auf Adapter oder VGA-Steckkarten zurückgreifen.

Intels vierte Generation Core-Prozessoren erlaubte auf sämtlichen Desktop-Chipsätzen auch die Nutzung von Xeon-Prozessoren. Diese Funktion wird bei der neuen 100-Chipsatz-Serie gänzlich unterbunden. Die Verwendung von Xeon-Server oder Workstation-Prozessoren setzt entsprechende Mainboards mit Server-Chipsätzen wie dem C236-Chipsatz voraus. Auch das USB-Enhanced-Host-Controller-Interface entfällt. Dies bedeutet, dass bei einer Windows-7-Installation keinerlei USB-Ports mehr funktionieren. Somit kann das Betriebssystem nur über ein optisches SATA-Laufwerk installiert werden und erfordert eine PS/2-Tastatur und -Maus. Der Support des SATA-IDE-Modes wird nicht weiter fortgesetzt. Beim Parallel-Port wird kein LPC-DMA-Mode unterstützt.

Drei Industriemainboards mit der neuen Skylake-Plattform im Detail

Im Herbst hat Fujitsu bereits ein umfangreiches Portfolio an µATX-Mainboards aus der Classic-Desktop- und Extended-Lifecycle-Serie gelauncht. Für Industriekunden stehen seit 2016 die ersten drei Modelle im ATX- und µATX-Format zur Verfügung. Diese Modelle sind für den Dauerbetrieb geeignet, haben einen erweiterten Temperaturbereich von 0 bis 60 °C und einen Lebenszyklus von fünf Jahren. Strikte Revisionskontrollen und konsequentes Lifecycle-Management sowie umfangreiche Dokumentationen und Zertifizierungen machen die Boards industrietauglich.

Das Flaggschiff der Industrial-Serie ist das D3446-S. Es basiert auf dem C236-Chipsatz für Workstations/Server und unterstützt damit sowohl den Xeon-Prozessor als auch Intel-Core-Prozessoren der sechsten Generation sowie DDR4-Speicher. Die ECC-Funktion steht bei Core-i3-, Xeon-, Pentium-G- und Celeron-Prozessoren zur Verfügung. Dank des C236-Chipsatzes bietet dieses Modell auch umfangreiche Management-Funktionen wie AMT und vPRO. Der ATX-Formfaktor mit seiner Vielzahl an PCIe-Slots erlaubt ausserdem umfangreiche Erweiterungsmöglichkeiten. Trotz fehlendem PCI-Support des C236-Chipsatz hat Fujitsu zwei PCI-Slots auf dem D3446-S berücksichtigt.

Für kostengünstige Industriesysteme mit Bedarf an umfangreicher Ausbaufähigkeit bietet sich das D3445-S mit dem H110-Chipsatz an. Es basiert auf demselben ATX-Layout wie das D3446-S. Eingeschränkt wird die Funktionalität durch den reduzierten Funktionsumfang des Chipsatzes im Gegensatz zum C236-Chipsatz sowie dem Wegfall des mSATA- Steckplatzes. Das Board unterstützt weder Xeon-Prozessoren noch ECC-Support. Ausserdem verfügt es über nur zwei DIMM-Sockel und eine reduzierte Anzahl an PCIe-Lanes. Zudem gibt es keine besonderen Management­funktionen wie AMT oder vPRO. Auch der M.2-Support entfällt. Dementsprechend ist es preislich deutlich günstiger als sein grosser Bruder.

Extrem niedriger Energieverbrauch in allen Betriebszuständen

Das D3441-S ist ein Industriemainboard mit dem kleineren µATX-Formfaktor. Dieser limitiert dementsprechend auch die Ausbaufähigkeit des Modells. Es bietet fünf PCIe- aber keine PCI-Slots. Mit dem Q170-Chipsatz stehen dafür jedoch umfangreiche Manageability-Funktionen zur Verfügung. Aufgrund des Chipsatzes entfallen die Unterstützungen von Xeon-Prozessoren und ECC-Support.

Die ersten drei Modelle der Industrial-Serie besitzen neben zwei GBit-Ethernet-Anschlüssen auch mindestens eine RS232-Schnittstelle, einen Parallel-Port-Anschluss sowie die von Fujitsu bewährten Funktionen wie Watchdog, SilentFan und EraseDisk. Eine weitere Besonderheit ist ein extrem niedriger Energieverbrauch in allen Betriebszuständen. Diesen verdanken die Boards einem optimierten hocheffizienten Design der Spannungswandler. Alle Modelle erlauben neben den Intel-Core-Prozessoren auch die Verwendung von Skylake-basierten Pentium-G-Prozessoren sowie die zukünftigen Celeron-Prozessoren.

Sowohl das D3441-S als auch das D3446-S bieten mittels einem M.2-Carrier-Board auch PCIe-basierte SSD-Module (AHCI) an. Zudem unterstützen sie mit dem mSATA-Sockel ebenfalls Mini-PCI-Express-Module. Weil die aktuellen Modelle der Fujitsu-Industrial-Series-Mainboard-Familie so interessant für Industriekunden sind, bekommen diese bereits im Q1/2016 mit zwei mini-ITX-Modellen, basierend auf H110- und Q170-Chipsatz, weiteren Nachwuchs. Damit werden auch die Bedürfnisse für kleinere Systeme erfüllt.

Zukunftssichere Plattform

Für Industriekunden lohnt sich der Umstieg auf Mainboards mit den neuen Chipsätzen. Die neue Plattform ist langlebig und bietet State-of-the-Art-Performance und -Funktionalität. Mittelfristig gesehen sind auch die Preise der Technologien der sechsten Generation der Intel-Core-Prozessoren und des DDR4-Speichers kostengünstiger. Die beschriebenen Einschränkungen müssen zwar bedacht, können aber meist problemlos umgangen werden. Damit ist die Umrüstung auf die neue Plattform insgesamt eine zukunftssichere Investition für Unternehmen. 

Infoservice

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Halle 2, Stand 110



Das Mainboard D3446 ist das Flaggschiff der Industrial-Serie und punktet insbesondere mit leistungsstarkem DDR4-Arbeitsspeicher und niedrigem Energieverbrauch


Die Chipsätze Q170 und H110 im direkten Vergleich