Módulo cliente COM-HPC con aceleradores de IA integrados para computación en el borde

Congatec ha anunciado el lanzamiento del módulo conga-HPC/cRX1 listo para aplicación, una solución COM-HPC Client Tamaño C basada en los procesadores AMD Ryzen AI Embedded Serie X100 y diseñada para aplicaciones de IA física de alto rendimiento. El sistema está orientado a sectores como la automatización industrial, la tecnología médica, la robótica y los vehículos comerciales autónomos utilizados en agricultura inteligente, logística y silvicultura.

Arquitectura integrada para cargas de trabajo de IA física
Las aplicaciones de IA física requieren procesamiento en tiempo real para unificar la percepción sensorial, el control y la toma de decisiones en entornos operativos dinámicos. El módulo conga-HPC/cRX1 responde a estos requerimientos computacionales integrando hasta 16 núcleos de CPU AMD "Zen 5" con frecuencias de reloj de hasta 5.1 GHz. Las tareas de procesamiento secuencial, como la planificación de trayectorias, el control en tiempo real y la fusión de sensores, se ejecutan en la matriz de núcleos de la CPU.

Por su parte, las cargas de trabajo de procesamiento paralelo, como la percepción del entorno y la detección de objetos, se delegan en una GPU integrada AMD Radeon RDNA 3.5 que cuenta con hasta 40 unidades de cómputo. La GPU ofrece hasta 59 TOPS de rendimiento de inferencia en INT8 y 29.7 TFLOPS de capacidad de cómputo en FP32, lo que permite la ejecución local de modelos de lenguaje de gran tamaño (LLM) y analítica visual multicanal sin necesidad de tarjetas de expansión discretas. Para tareas continuas en segundo plano, como el reconocimiento de voz y el procesamiento constante de imágenes, una NPU (Unidad de Procesamiento Neuronal) dedicada AMD XDNA 2 proporciona hasta 50 TOPS de procesamiento de IA de alta eficiencia energética.

Especificaciones técnicas e infraestructura de memoria
El módulo se fabrica en el factor de forma COM-HPC Client Tamaño C, con unas dimensiones de 120 mm × 160 mm. El consumo térmico del diseño (TDP) es configurable desde una base de 45 W para aplicaciones con restricciones de energía hasta 120 W para un rendimiento computacional máximo, situándose el TDP base estándar en 55 W. El sistema opera en un rango de temperatura industrial de -40°C a +85°C.

Para dar soporte a tareas con un elevado caudal de datos, como el procesamiento en GPU de propósito general (GPGPU), el módulo incorpora hasta 128 GB de memoria unificada LPDDR5X-8533 soldada directamente a la placa. El soldado de los componentes de memoria mejora la estabilidad mecánica frente a impactos y vibraciones en aplicaciones móviles y maquinaria pesada. La arquitectura de memoria unificada elimina las transferencias de datos a través del bus entre carpetas de memoria independientes de la CPU y la GPU, reduciendo la latencia. Además, el almacenamiento interno opcional NVMe de hasta 512 GB proporciona acceso directo para sistemas operativos locales y pesos de modelos de IA.

Opciones de interfaz industrial y cumplimiento de ciberseguridad
Los periféricos y las tarjetas de expansión de alta velocidad se conectan mediante hasta 24 líneas PCIe Gen4. Estas líneas permiten integrar adaptadores de Ethernet industrial multigigabit, controladores de bus de campo y módulos de comunicación inalámbrica. Las opciones de conectividad externa integradas incluyen:

Los procesos de desarrollo y ciclo de vida del conga-HPC/cRX1 cumplen con el estándar de ciberseguridad industrial IEC 62443-4-1, lo que facilita a los fabricantes el cumplimiento de las exigencias técnicas de la Ley de Ciberresiliencia de la UE que entrará en vigor en diciembre de 2027. La seguridad a nivel de hardware se complementa con un módulo de plataforma segura (TPM 2.0) integrado.

Ecosistema de software y virtualización de cargas de trabajo
El desarrollo de software se apoya en el entorno de código abierto AMD ROCm para marcos de trabajo de computación de alto rendimiento y aprendizaje automático. Entre los sistemas operativos compatibles se incluyen Microsoft Windows 11, Windows 11 IoT Enterprise y distribuciones de Linux.

A través de la iniciativa aReady.COM se ofrecen opciones de software preconfiguradas que incluyen licencias de ctrlX OS, Ubuntu Pro y KontronOS. Las operaciones de control en tiempo real, interfaz hombre-máquina (HMI), ejecución de IA y pasarela IIoT pueden consolidarse en un único módulo físico utilizando aReady.VT, que integra la tecnología de hipervisor conga-zones. La gestión remota, el diagnóstico y la recogida de datos se administran mediante los componentes de software aReady.IOT.

Contexto adicional
Esta sección detalla las especificaciones técnicas y la evaluación comparativa competitiva no incluidas en el anuncio original del producto.

En las arquitecturas embebidas de módulos de ordenador, el procesamiento de alto rendimiento en el borde ha requerido históricamente combinar un módulo host x86 con una tarjeta aceleradora PCI Express discreta o recurrir a plataformas de módulo en sistema (SOM) propietarias como Nvidia Jetson AGX Orin.

El módulo conga-HPC/cRX1 de congatec se basa en el estándar abierto COM-HPC Client Tamaño C de PICMG e integra CPU, GPU y NPU x86 en una sola unidad. Admite hasta 128 GB de memoria unificada LPDDR5X-8533 y alcanza hasta 109 TOPS de rendimiento combinado de IA (50 TOPS de la NPU y 59 TOPS de la GPU) con un rango de consumo térmico del diseño configurable de 45 W a 120 W, operando en un rango de temperatura industrial de -40°C a +85°C.

En comparación, las arquitecturas tradicionales de gama alta dependen de módulos CPU x86 independientes conectados a tarjetas de expansión discretas PCIe para GPU o NPU. Estos sistemas divididos cuentan con memoria del sistema DDR5 y memoria de vídeo discreta independientes, suelen consumir entre 150 W y más de 300 W, y operan en rangos térmicos más estrechos, limitados habitualmente a entre 0°C y +60°C.

Otras opciones propietarias basadas en SOM, como la plataforma Nvidia Jetson AGX Orin de 64 GB, utilizan una CPU ARM integrada junto con la arquitectura de GPU Ampere y aceleradores de aprendizaje profundo (DLA). El modelo Jetson AGX Orin incluye 64 GB de memoria LPDDR5, ofrece hasta 275 TOPS en INT8 disperso con un presupuesto de energía inferior (de 15 W a 60 W) y opera de -25°C a +85°C.

La integración de los motores de procesamiento central, gráfico y neuronal en un módulo COM-HPC de estándar abierto reduce la huella física total, disminuye los requisitos de disipación térmica y elimina los puntos de fallo mecánico asociados a los zócalos de conectores PCIe en aplicaciones industriales expuestas a altas vibraciones.

Editado por Evgeny Churilov, Induportals Media - Adaptado por IA.

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