Le format MXM (Mobile PCI Express Module) révolutionne l’utilisation des cartes graphiques dans les systèmes informatiques compacts. Les GPU, toujours plus puissants, sont très complexes à intégrer dans des box embarquées. Le format est donc conçu pour une intégration simplifié dans les ordinateurs embarqués. Ce standard ouvert pour carte graphique, développé initialement par NVIDIA, est aujourd’hui essentiel dans le développement de PC fanless dédiés à l‘inférence et à l’intelligence artificielle.
Le MXM a été initialement conçu pour les ordinateurs portables. Son design le rend facilement interchangeable. Cette capacité de mise à jour est cruciale dans un secteur où la technologie évolue rapidement. Le MXM, grâce à sa taille réduite et à sa conception modulaire, est idéal pour les systèmes où l’espace est limité et où la flexibilité est essentielle.
Pourquoi le format MXM ?
Le format MXM a vu le jour en 2004 suite à une présentation de NVIDIA. Son développement a été motivé par le besoin croissant de standardisation dans les systèmes informatiques portables. Avant l’introduction du MXM, les cartes graphiques étaient souvent soudées sur les cartes mères, rendant difficile toute mise à niveau ou remplacement. Ce qui allait à l’encontre des besoins croissants en modularité et réparabilité.
Avec l’introduction du format MXM, les fabricants ont pu offrir des options de mise à niveau, augmentant ainsi la durabilité et la flexibilité des appareils. Plusieurs versions du format MXM ont été lancées, chacune améliorant la compatibilité, les performances et les capacités de dissipation thermiques.
Il existe 5 formats :
- MXM-I (ou MXM Type I): C’est la version la plus compacte du MXM, généralement utilisée dans les ordinateurs portables ultra-fins.
- MXM-II (ou MXM Type II): Un peu plus grand que le MXM Type I, ce format offre un meilleur équilibre entre performance et taille, étant utilisé dans une gamme plus large d’ordinateurs portables.
- MXM-III (ou MXM Type III): Ce format est plus grand et permet l’utilisation de cartes graphiques et GPU plus performants. Il existe en deux sous-versions : MXM-III HE (High End), légèrement plus grand et conçu pour des performances plus élevées, et MXM-III SE (Standard Edition), un peu plus petit.
- MXM-IV (ou MXM Type IV): Ce format n’est pas aussi répandu que les autres et est conçu pour des cartes graphiques encore plus puissantes. Cependant, il est moins courant en raison de sa taille et de ses exigences thermiques.
- MXM 3.0: Introduit plus tard, le MXM 3.0 a amélioré la compatibilité et la performance par rapport aux versions précédentes. Il est également divisé en plusieurs sous-types basés sur la taille et la consommation d’énergie.
Différence entre une carte graphique standard et un MXM
De nombreux constructeurs, comme Advantech et Nexcom, se sont lancés dans la fabrication de GPU format MXM pour l’industrie. Vous trouverez ci-dessous un simple tableau récapitulatif des différences entre les carte graphique industrielle NVIDIA et les cartes GPU MXM d’Advantech.
Vous remarquerez qu’outre la différence de dimension, une des principales différences est également la température de fonctionnement compatible et la consommation. Ces 2 points font du MXM un nouvel allié pour les PC sans ventilation.
Le MXM à la rescousse des PC Fanless
Le PC Fanless, largement répandue dans le secteur industriel, requiert une attention particulière quant à la gestion thermique et à la consommation énergétique. En effet sans ventilateur le refroidissement est assuré par une dissipation thermique via le châssis ou le boitier du PC.
Les cartes MXM, avec leur conception compacte et leur efficacité énergétique, répondent à ces exigences. Elles permettent aux PC fanless de fonctionner de manière fiable même dans des environnements à température contrôlée ou dans des applications nécessitant un fonctionnement dans la poussière et les vibrations. Ainsi il est possible aujourd’hui d’avoir des environnements graphiques performant (comme les fonctions de raytracing par exemple) dans ces systèmes sans ventilation sans obligatoirement utiliser un GPU de taille standard.
Outre les possibilités graphiques nouvelles, une autre application trouve son compte dans ce format, c’est les PC industriel dédiés à l’intelligence artificielle et notamment ceux pour l’inférence qui sont majoritairement sans ventilation.
PC fanless IA et MXM le duo gagnant
Comme vu précédemment, ce standard ouvert introduit une petite révolution dans les capacités graphiques des box embarquées. Mais ce n’est pas tout. Avec les génération de GPU MXM type Quadro, l’IA n’est pas en reste. En effet cette nouvelle génération de carte GPU industrielle disposent principalement de capacité de calcul pour l’IA : Cuda Core, Tensor Core, … C’est pourquoi les PC Fanless pour IA ont aujourd’hui deux possibilités :
- Utiliser une extension, potentiellement ventilée, qui peut accueillir des cartes graphiques GPU avec une seule sortie d’aire (Single Blower) de la gamme NVIDIA Quadro
- Utiliser une extension non ventilée compatible MXM qui peut accueillir des cartes NVIDIA Quadro format MXM.
Cette dernière option, permet de s’assurer d’avoir une solution plus adaptée à l’inférence et aux environnements difficiles. En effet elle sera plus résistantes au températures extrêmes, aux milieux poussiéreux, aux chocs et aux vibrations.
Désormais avec ce type de produits il sera encore plus performant de mettre en place des solutions de machine learning ou même des jumeaux numériques temps réel.
A noter qu’Advantech, a récemment été récompensé pour son innovation dans le domaine avec son PC Fanless à base de MIC-770v3.