I controllori “many-core” svolgeranno un ruolo centrale nel futuro del controllo macchina e dei progetti di Industry 4.0. Per soddisfare i crescenti requisiti di una Smart Factory con macchine e impianti di produzione sempre più intelligenti, controllori ad alte prestazioni come il server industriale C6670 di Beckhoff Automation (www.beckhoff.it) diventano sempre più indispensabili. Per sfruttare in modo efficace l’immensa potenza di calcolo, è necessario un potente supporto software come quello offerto da TwinCAT 3.1.
I computer many-core si distinguono dai “normali” PC industriali grazie alla loro architettura. Sono dotati di vari processori, i cosiddetti packages, costituiti a loro volta di più core che si differenziano anche per le architetture di memoria. Una tecnica, nota come NUMA-Non-Uniform Memory Access, fornisce a ogni processore la propria memoria dedicata. Beckhoff ha implementato questo design con il server industriale C6670: con due processori Intel® Xeon®, ciascuno dotato di 6, 12 o 18 core, e una memoria espandibile da 64 a 2048 Gb.
Tuttavia, questa potenza di calcolo del C6670 può essere utilizzata efficacemente solo sfruttando ogni core del processore con il software TwinCAT 3.1. Questo consente di mappare in modo ottimale i cicli macchina e i flussi di processo, risultando adatto per la distribuzione in parallelo di task diversi come moduli funzionali. Grazie a TwinCAT, gli utenti possono implementare singole task di automazione in forma di moduli. Scritti in PLC o C++, a questi moduli macchina vengono assegnati singoli compiti all’interno del sistema TwinCAT ed eseguiti in cicli definiti dall’utente. I task in seguito vengono semplicemente assegnati ai core in tempo reale. Ai singoli task possono essere assegnate priorità per definire la sequenza dei cicli.
Per sfruttare l’intero potenziale è inoltre determinante la funzionalità di diagnostica di TwinCAT 3.1, che consente di analizzare il carico sui singoli core. I core possono essere assegnati anche esclusivamente al processo TwinCAT run-time, in tal caso vengono chiamati nuclei “isolati” perché non eseguono alcun sistema operativo Microsoft in concomitanza ai processi real-time di TwinCAT. In questo modo, i processi Windows sono separabili senza grandi sforzi dai processi in tempo reale.
Grazie al fatto che TwinCAT 3.1 è progettato per processori fino a un massimo di 256 core, il software, infine, rappresenta una soluzione a prova di futuro. A seconda della quantità di potenza di calcolo necessaria, il progettista del sistema può configurare il numero appropriato di core per le rispettive applicazioni in tempo reale.