IntelがIoT向け新プラットフォーム「Intel Joule」シリーズを発表

はじめに

もう半月ほどの前になりますが、Intel Corporationは日本時間の2016年8月17日(水)に「Intel Joule」シリーズを発表しました。このIntel Jouleシリーズに関連する、これまでの製品には「Intel Galileo(コードネーム「Kips Bay Fab.D」)」および「同Gen 2(コードネーム「Kips Bay Fab.H」)」、「Intel Edison(コードネーム「Bodega Bay」)」があります。

このIntel Jouleシリーズについて現時点で判明している情報をまとめてお伝えしたいと思います。

なお、Intel Jouleの前のIntel Edisonの発表時にはこのプラットフォームの名称が明確とは言えず、プラットフォーム全体を示す「Intel Edison Development Platform」やモジュールのみを意味する「Intel Edison Module」などと記載されていました。本メモでも後者の「Intel Edison Module」を2015年に入って公開されたIntelのドキュメントで全面的に「Intel Edison Compute Module」に統一されるまで使用してきました。

同じような問題が今回も生じる可能性があります。Intelは現時点でこのプラットフォームを「Intel Joule Platform」、そしてこのプラットフォームのメインを占めるモジュールを「Intel Joule Module」と多くのページで記述しています。ただ一部では「Intel Joule Compute Module」という記述もあり※1、今後公式の表記が統一されるまではしばらく時間を必要としそうです。

Intel Jouleとは

Intel Joule(ジュール)は、Intel Galileo(ガリレオ)・Intel Edison(エジソン)およびIntel Curie(キュリー)に続いて、IntelがIoT(Internet of Things)分野へ投入する製品です。これらは見ての通り歴史上の偉人から命名されているため、私は勝手に「偉人シリーズ」と呼んでいます。

ちなみにこの偉人シリーズとしては、Intel Jouleと同時にIntel Euclid(ユークリッド)も発表されています。しかし、Intel EuclidはIntel RealSenseシリーズの製品の一部であるため、本コラムでは対象外とします。

Intel Joule Moduleの主な特徴

Intel Joule PlatformはIntel Edison Development Platformと同じように、メインのモジュールである「Intel Joule Module」と、これを載せる用途別のキャリア・ボードに分かれています。

現時点ではIntelが作成した1つのボード「Expansion Board for the Intel® Joule™ Compute Module(コードネーム「Tuchuck, Fab1」。以下、「標準キャリア・ボード」と呼称)」のみが発表されています。

これはIntel Edisonにおける「Intel Edison Breakout Board」に相当するようなボードですが、Intel Edison Breakout Boardとは異なり、単に生の信号を外に引き出す(Breakoutする)のではなく、扱いやすいようにレベル・シフトを備えています。これを同梱した開発キットと、同梱しない単体のIntel Joule Moduleが用意されています。

Intel Jouleでは、Intel GalileoおよびIntel Edisonでは省略あるいは無効にされていたGPUが使用できます。しかもビデオ・キャプチャー機能も搭載しており、4Kでキャプチャーを行うこともできます。※2

ディスプレイは最大で2つ接続することができます。USBもIntel GalileoとIntel Edisonでは2.0まででしたが、Intel JouleではUSB 3.0をサポートしています。※3

標準キャリア・ボードでは、Intel Joule ModuleとUSB 3.0での接続用にUSB Type-Cコネクターが採用されています。

日時を扱うRTC(Real Time Clock)は3 Vの電圧で動くバックアップ可能なものを搭載しています。標準キャリア・ボードではリチウム電池(ボタン型)の「CR2032」を使用することで維持することができます。

Intel Joule Moduleは単体では非常に小さなモジュールです:

Intel Joule Module(CG)

これを用途に合わせたキャリア・ボードに載せて使用します:

キャリア・ボードに搭載されたIntel Joule Module(CG)

これらの写真では省かれていますが、実際に使用する際には通常はヒートシンクを搭載する必要があり、さらに必要に応じてファンを装着をします。リファレンスのキャリア・ボードにはファンを駆動させるための電源コネクターが用意されています(標準キャリア・ボードの裏面)。

Intel Joule Module、キャリア・ボードおよびヒートシンク(CG)

Intel Joule開発キット全体では以下の構成となります:

Intel Joule Development Kit 570X(写真)

Intel Joule Moduleのバリエーション

従来の製品シリーズはIntel Galileoにしても、Intel Galileo Gen 2にしても、またIntel Edison Compute Moduleにしてもプロダクトは単一の仕様のみであり、バリエーションはありませんでした。しかし、Intel Joule Moduleは現時点で正式に公開されているバリエーションが2つあります。

それぞれの差は以下の通りです:

項目 内容 補記
バリエーション 570X 550X ほかにXのつかない550がある。
プロセッサー ハイパフォーマンス 64-bit プロセッサー
Intel Atom T5700 1.7 GHz / Burst up 2.4 GHz
ハイパフォーマンス 64-bit プロセッサー
Intel Atom T5500 1.5 GHz
550Xはバーストがない
メイン・メモリー 4GB LPDDR4 RAM 3GB LPDDR4 RAM 550Xは1GB少ない
フラッシュ・メモリー 16GB eMMC 8GB eMMC 550Xは570Xの半分
GPU 4Kビデオのキャプチャーと表示を備えたIntel HD Graphics 550Xと570Xで差がない模様
無線 MIMOを備えたIEEE 802.1acとBluetooth 4.1 Linuxでの動作には制限があるとされている※4
入出力 USB 3.0、MPI* CSIおよびDSIインターフェース、複数のGPIO、I2C、UARTインターフェース PWM 4本を含む
OS IoTとスマート・デバイスに適合したLinuxベースのOS YoctoからOstroに変更
価格 369ドル※5 N/A 他のバリエーションの価格は不明。

570Xは550Xよりも高速でメイン・メモリーもフラッシュ・メモリーも多いなど、非常に大きな差を持っています。それだけに価格差も大きいのではないかと思われますが、現時点では「Intel® Joule™ 570x Developer Kit」の「希望カスタマー価格」が「$369.00」であるとのみが掲載されており、製品間の価格差は不明です。

またこの表にある以外に「Intel® Joule™ 550 Compute Module」という、Xのつかない550がラインナップされていることが分かっています。これが量産用のIntel Jouleなのかもしれません。

これらを含めて、以下の製品シリーズが存在しています:

  • Intel® Joule™ 570X Compute Module
  • Intel® Joule™ 550X Compute Module
  • Intel® Joule™ 550 Compute Module
  • Intel® Joule™ 570X Developer Kit
  • Intel® Joule™ 550X Developer Kit

Compute Module系がモジュール単体、Developer Kit系がキャリア・ボードとのセットであろうと思われます。

Intel Galileoおよび同Gen 2、Edisonとの比較と考察

Intel Joule Compute Moduleが投入されたセグメント

一番の大きな差はGPUの搭載有無であるといえるでしょう。Intel Galileoと同Gen 2並びにIntel EdisonはGPUを搭載していません。正確に言えばIntel Edisonには搭載されていますが、無効にされています。そのGPUがIntel Jouleでは有効のままとされています。これは大きな転換です。

GPUは一般に映像や画像の出力のために使用される機能として認知されています。それは誤りではありませんが、現在ではキャプチャー機能を持ち、そのキャプチャーの内容を分析するための機能として、一般にGPGPUと呼ばれる機能を持つことが多くなっています。

そしてその結果をフィードバックすることもできます。これらは一般にVR「Virtual Reality:仮想現実」あるいはAR「Augmented Reality:拡張現実」と呼ばれる分野で応用されています。これらを取り込むことがIntel Jouleシリーズに課された使命の一部となっていることは疑う余地がありません。

IntelはIntel RealSenseシリーズで、特に入力系においてこれらの需要に応えるべく注力してきました。これに対して、今回は出力を含むVRへの対応を行うデバイスの基本設計としての「Project Alloy」を投入してきました。

これらの傾向から、IntelはInternet of Thingsには「映像の入力」と「映像の出力」および「映像の分析」がInternet of Thingsに必要な要素であると判断するに至ったと考えられます。

これらの処理を行うために扱うデータ量が増大するため、処理速度の向上、メイン・メモリー及びフラッシュ・メモリー(ストレージ)の追加は避けられません。もちろん、データを受け取るためのインターフェースや出力するためのインターフェースの追加も必要となってきます。これらのことを考慮して実装したとすると、Intel Jouleは従来のIntel Galileoおよび同Gen 2とIntel Edisonが担ってきた範囲よりもより高レベルの用途へ向けた実装となっているように思われます。

ターゲットの変更により、電力要件と発熱要件の変更が行われています。それが端的にはモジュールの表面に実装された「Thermal Transfer Shield(熱拡散シールド、必須で省略できない)」、開発キットに標準添付される「ヒートシンク」、オプションで追加できる「アクティブ・ファン(電動ファン)」などに表れているとみることができます。

もちろん、これらの電力供給が可能なように、(現時点では細かい情報は公開されていませんが)電源の要件も変更されているでしょう。なお、標準キャリア・ボードでは12 Vの3 A入力をするように設計されています※6

ARとVR、そしてMR

これまで、Intelが示す世界観だけではなく、IT(あるいはICT)業界内でARとVRを中心に語られてきた現実世界との相互作用を示す用語にMR(Mixed Reality:混合現実)という概念を強く押し出してきました。

文字通り現実とミックスされた世界を意味するものです。概念的なので、AR、VR、MRをそれぞれ完全に切り離して語るのは、現時点の私には正直言って難しいです※7。そのうえであえて言うのであれば、ARは現実寄り、VRは仮想世界寄り、MRはその中間地点にある概念ということができるように思います。

MRの概念は現時点でARおよびVRと比較して確立されたとは言いにくい部分がありますが、そのような状態でありながらも、IntelがこのMRへ向けた取り組みの一環としてIntel Jouleに役割を割り当ててきた、すなわちMRへの取り組みを明確に示してきたことは大きな意味を持つ可能性があります。

Intel Quark SE/DシリーズおよびIntel Edisonシリーズとの違い

Intelは今回のIntel Jouleシリーズと、前回大きく取り上げられたIntel Edisonシリーズの間に「Intel Quark SE」シリーズおよび「Intel Quark D」シリーズ※8をリリースしています。Intel Quark SE SoC(コードネーム「Atlas Peak」)は「Intel Curie Module」にも採用され、Intel Curie Moduleを採用したボードをArudino LLC「Arduino 101(米国内のみ)」あるいは「Genuino 101(日本を含むその他地域)」との名称で発表しています。

これらのMCU(Micro Controller Unit)は文字通り「コントローラー」であり、今回発表されたIntel Joule Compute Moduleおよび従来のIntel Edison Compute Moduleとは明確な線引きが行われています。それは前者は後者よりも圧倒的に低消費電力を優先とする設計であり、後者は前者よりも圧倒的に処理能力を持っているが消費電力は前者よりも多いという線引きです。また、これらのMCU群はIntel自社の工場ではなくTSMCへ委託しての製造であるという技術とビジネス上の差異もあります※9

Intel Quark SEシリーズ及びIntel Quark Dシリーズは低消費電力向けであり、センサーと直接つながりながら長時間データを受け続ける用途に特化していると考えることができます。一方でIntel Joule Compute Moduleは、Intel Quark SEシリーズ及びIntel Quark Dシリーズよりも圧倒的に電力を使用するものの、非常に高い処理能力を持っており、この処理能力と電力消費を比較した際に非常に効率が高いポイントを狙ったものとなっています。

つまり、それぞれのチップは設計の意図が異なるということです。Intel Quark SEシリーズおよびIntel Quark Dシリーズはセンサーや「事(こと)」が起こっている現場により近い部分に数多く設置されることを意図されたものであり、一方でIntel Joule Compute Moduleは一定の判定や処理を行うことが求められる部分に配置されることを意図されているとみることができます。

人間の社会構造も現場と現場を動かす判断を行う場は分かれていますが、同様の構造を実現しうる要素をそれぞれが提供しているわけです。

Intel Edisonシリーズとは一部の分野で競合します。例えばIntel Edisonが持つ処理能力の範囲内で対応が可能で、GPUおよびカメラ系インターフェースが不要な場合です。しかし、それよりも上位の分野、いうなればこれらの「XXXが不要でYYYの範囲内であれば」という範囲を超えた部分ではIntel Jouleのみが実施することが可能な分野が広がっています。

Intel Quark SoC X1000シリーズの立ち位置

Intel Galileoシリーズに搭載された「Intel Quark SoC X1000(コードネーム「Clanton」、プロセッサー・コアのコードネームは「Lakemont Core」)」シリーズの直系のSoCはその後何も発表されていません。同SoCは400 MHzで動作するもので、Intel Quark SoC SEシリーズの33 MHzおよびIntel Quark Dシリーズの33 MHzと比較して非常に高い周波数で動作します。それだけに消費電力も大きく、Internet of Thingsという領域での立ち位置は上のIntel JouleやIntel Edison、下のIntel Quark SE SoC/Intel Quark Dシリーズと比較していまいち明確ではありません。

Intelの推すIntel Quark SoC X1000の立ち位置としては、Intel Galileoシリーズのような「フロント系Internet of Things領域」と「工業・エネルギー関連用」リファレンス・デザインのコードネーム「Cross Hill」や「輸送関連用」リファレンス・デザインのコードネーム「Clanton Hill」が例示するような電力、オート・モービル系を含む、「広義のルーター系(末端の判断と通信を担当)」をターゲットとしているようです。というのも、SoCが2つの100 Mbps Ethernetをサポートしていたり、BSP(Board Support Package)の構成やリファレンス設計がこれらを示唆しているように見えるのです。

この分野はIntel Galileoシリーズが担っていた部分がIntel EdisonおよびIntel Jouleと一部で衝突するものの、その他分野ではIntel Quark SEシリーズ・Intel Quark Dシリーズ、Intel Edisonシリーズ、Intel Jouleシリーズと住み分けができているとみることができそうです。

Intel Joule Moduleに採用されたアーキテクチャー

このIntel Joule Moduleに採用されているIntel Atom T5000シリーズは、これまでコードネーム「Broxton-M」として知られてきたSoCであることがわかっています。

このBroxtonは今年の4月末に開発の打ち切りが主に英語圏の欧米メディアで報じられていました。日本語のメディアでも5月に入ってからいくつかの記事が配信されました。

このうちの1つ、ITmedia PC USERには以下の記事が掲載されました:

この記事によれば、

スマートフォンやタブレット向け製品を大幅に縮小し、「Atom x3」シリーズに属するSoC「SoFIA」の「SoFIA 3GX」「SoFIA LTE」「SoFIA LTE2」、および「Atom x5/x7」シリーズ後継として投入されるとみられていた開発中のSoC「Broxton」がキャンセルとなった(SoFIAとBroxtonは開発コード名)。

とのことであり、Broxtonは“終わった”はずでした。

しかし、今回Broxton-Mが複数モデルにわたってIntel Joule Moduleに採用されることが決まったことで、「スマートフォン向けは打ち止め」しかし「製品開発そのものまで止まってはいない」ということになっているようです。事実、14nmプロセス世代のAtomコア(コードネーム「Goldmont」)をプロセッサーとして採用し、Intel Graphics HD系のGPUを搭載し、複数ディスプレイへの出力ができ、カメラを直接接続することができるSoCというのは、まさにこれまでのIntelのスマートフォン向けSoCの仕様そのものです。

Intel Joule Moduleが最初から80か国以上で無線通信が可能な理由

Intel Edison Compute Moduleは販売地域が順次拡大していく形で展開をしていきました。しかし、Intel Joule Moduleは最初から80か国を超える地域で販売されると発表されています。これはなぜでしょうか? これは非常に理論的な展開によるものであるようです。というのも、Intel Joule Moduleが搭載する無線通信モジュールは「Intel® 8260 Dual Band Wi-Fi and BT device(コードネーム「Snowfield Peak」)」として展開されている、既存のノート・パソコン向けのモジュールを採用していることによるところが大きいように見えます。つまり、これはすでに“ノート・パソコンに搭載されて世界各国で販売”されており、その部品をそのまま使用したためにそういうことが可能になっているとみることができます。

1つ気になるとすれば、このIntel® 8260 Dual Band Wi-Fi and BT deviceは、Linuxでは機能の一部に制限がかかる※10としていることです。Intel Joule ModuleはWindows 10 IoT Edisonもサポートするとのことですから、ハードウェア的な制限ではないとみられ、同OS環境下では問題がないのでしょうが、それだけにLinux環境においてどのような制限がかかるのかが気になります。

Galileo、Edison、そしてJoule

これまでの3つの製品群、すなわち「Galileo」、「Edison」そして「Joule」は、それぞれに特色があり、それぞれを置き換えるものではないように見えます。実際に、Edisonの出荷後もGalileoは出荷を続けられています。※11Jouleの出荷後もこれまでと同様にGalileo、Edisonとも取り扱いが継続するのではないかと期待しています。なぜなら、それぞれの特色を活かした使い方というものがあり、今回のJouleがGalileo Gen 2とEdisonを完全に置き換えるものにはなりえないからです。

それは価格的にも、です。Intel® Joule™ 570x Developer Kitは$369.00、Intel® Edison Breakout Board Kitは$60.00、Intel Galileo Gen 2 Boardは$60.90となっており、Jouleの価格は性能と同じくらい飛びぬけて高価です。

まとめ

箇条書きで従来のIntel Edison Compute ModuleとIntel Joule Moduleの技術的な差を上げるとすれば以下のようになるでしょう:

  • 最初から多くの国(80か国以上)で無線通信に関する認証を得て展開することができる。
  • 処理能力の大幅な向上。
  • イメージ関連をサポートするためにGPUの有効化やカメラ用のインターフェースの有効化を行った。
  • 物理的、論理的にIntel Edison Compute Moduleとの互換性はあまりない。
  • 扱う情報量に合わせて搭載メモリー容量とストレージ容量の拡大。
  • Arduino互換としての立ち位置との離別(今後のキャリア・ボード次第では?サポートもあり得る?かも?)。
  • 消費電力と上昇とTDPの上昇が見込まれれ、それに伴ってヒートシンクと場合によってはアクティブ冷却ファンを必要とする。
  • OSの選択肢が増えるとともに、従来標準としていたYocto ProjectからOstro Projectによるディストリビューションへの変更。
  • 少なくとも現時点ではMCU(Microcontroller unit)としてIntel Quarkなどのプロセッサーが搭載されているとの情報がない。

Intelの発表を見る限り、これらの主要な変更はARやVR、そしてMRの処理を可能とすべく追加されたものであるとみることができ、その構想は一定の説得力を持つものとなっているように思います。

実際にその方向に世界が動くのかどうかは何とも言えませんが、これらの要素を実現しうるプラットフォームが提供されるということは、Internet of Thingsにかかわる人たちにとって選択肢を広めるものであり、商業的な成否はともかくとして歓迎されるものとなることは間違いないでしょう。


  • 日本語では「Intel Joule コンピューティング・モジュール」という表記もあります。
  • Intel Edison Compute Moduleはコードネーム「Merrifield」で知られているスマートフォン向けのSoCを転用したものであるため、ダイにはGPUやカメラ・インターフェースなどを搭載していますがIntel Edison Compute Moduleでは無効にされています。
  • GPUおよびカメラと同様に、Intel Edison Compute ModuleではUSB 3.0をダイのレベルではサポートしていますがIntel Edison Compute Moduleとしては無効化されています。
  • 搭載している無線LAN機能「Intel® Dual Band Wireless-AC 8260」の製品ページには「対応オペレーティング・システム」欄に「Microsoft Windows 7, Microsoft Windows8.1, Microsoft Windows 10, Linux (limited feature support)」(Linuxでは制限された機能のサポート)との記載があります。
  • Intel® Joule™ 570X Developer Kitの価格
  • Intel® Joule™ Expansion Board Schematicに記載された情報による。
  • 2016年9月5日時点での筆者の感想です。今後分化していって意味合いの整理が付けば切り離すことが可能になるかもしれません。かつて「クラウド」と呼ばれたものが分類され、同時点で分けて考えることができるようになったのと同じことになるかもしれないわけです。
  • インプレスのPC Watchに連載されている「後藤弘茂のWeekly海外ニュース」の記事「【後藤弘茂のWeekly海外ニュース】Hot ChipsにNVIDIAの次世代Tegra「Parker」などが登場 – PC Watch」に以下の記述があります:

    Intelは、QuarkベースのMCUである同製品が、Intel FabではなくTSMCで委託製造されていることを明確にした。D2000は、一般的なMCU同様にエンベデッドフラッシュメモリをストレージとして使っている。そのため、エンベデッドフラッシュの技術を持っているファウンダリのプロセスを使っている可能性が高いと推測されていた。今回Intelは、最初に公開されたQuark SoCのデータはTSMCの180nmプロセスで製造されたものであることを明らかにした。

    これは1年少々前に書いた私の予想とも一致する結果です。

  • 動作対象OSとしての記述欄に「Linux (limited feature support)」という表記がある。
  • 日本ではEdisonの出荷後にGalileo Gen 2の取り扱いが急速に絞られてしまいましたが、ワールドワイドでは現在も取り扱いがあります。
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