实时系统的需求
全球连接不断增加、消费者对于随时可用的数据需求不断变化，以及支持传感器且始终保持运转的企业环境，都是创建、收集和分析的数据量呈指数级增长的推动因素。据 IDC 估计，2025 年之前，创建的数据将达到 79.41 ZB，其中近 30%2 的数据将需要进行实时处理（由实时系统提供支持）。
对于机器人、制造、医疗保健和高精度行业（例如石油、天然气和电力）的企业来说，实时处理的需求越发突出，这些行业依赖实时数据来不断提高安全性、效率和可靠性。
要确保上述行业的企业能够实时处理数据，关键因素之一是系统能够优先处理、管理和执行实时工作负载，而不是非实时工作负载。
例如，现代汽车制造商在汽车组装方面高度依赖机器人在生产线上的协同工作。机器人负责相互传递零件、钻孔或焊接，或执行安全检查 - 这一切都需要高级别的精度和一丝不苟的时间安排。在这个用例中，实时系统不仅必须能够在已定义的可预测时间范围内处理数据，而且还必须确保优先完成关键任务（如与安全相关的工作负载），然后再处理不太关键的任务。
那么，以数据为依据的行业如何确保数据处理的时间和方式呢？实时系统。
据 IDC 估计，2025 年之前，创建的数据将达到 79.41 ZB，其中近 30%2 的数据将需要进行实时处理（由实时系统提供支持）。
实时系统是什么？
所谓“实时系统”指的是硬件和软件组件具有以下特点的信息处理系统：可执行实时应用功能，并且能够在可预测的特定时限内响应事件。常见的几种实时系统包括空中交通管制系统、过程控制系统和自动驾驶系统。
实时系统为应用带来的优势
实时系统能够提供多项优势：
实时系统组件
实时系统若要能够进行实时计算，必须满足两个要求：
- 及时性：能够在特定截止期限前生成预期结果。
- 时间同步：代理能够协调独立时钟，以一致的方式共同运作。
在评估实时系统时，公司可以根据任何系统完成事件或任务的可预测性来衡量其价值。可以检查系统的以下指标来进一步评估可预测性：
- 延迟：测量两个事件的间隔时间
- 计算抖动：两次迭代之间的延迟变化
实时系统的另一个重要特征是，能够同时执行实时和非实时工作负载，以避免严重的系统故障。
最后，了解实时系统的常见分类方式非常重要。实时系统会根据时间限制被指定为软实时系统和硬实时系统。
软实时系统与硬实时系统
实时的概念可以应用于各种用例。这些用例中的大多数，如网页浏览和游戏，都属于软实时分类。
软实时是指即使系统无法在分配的时间内执行，也能继续运行。如果系统错过了截止期限，也不会 导致严重后果。系统会继续运行，只是输出质量不理想。
但在某些行业，例如机器人、汽车、公用事业和医疗保健，用例对同步、时间线和最坏情况下的执行时间保证的要求更高。这些示例属于硬实时分类。
硬实时是指如果错过截止期限，系统将停止运行，这可能会导致极严重的后果。
实时系统的用途
过程控制系统
过程控制系统用于生产持续不间断且不可中断的工业用途。这类系统通过测试流程、收集相关数据，并返回数据以便进行监控和可能的故障排除，帮助企业维持质量并提升绩效。油气行业的公司是过程控制系统的主要用户，通常能发挥诸多优势，包括提高效率、更安全地运行设施、缩短停机时间和减少损失。
机器视觉
机器视觉用于帮助机器快速解译数据，让它们能够看到周围的环境，并根据视觉输入迅速做出决定。这些机器通常是确保生产持续进行或关键工序继续执行的关键。实时系统有助于确保这类机器能够近乎实时地处理这些数据。
机器人技术
机器人技术用于各种复杂的用途，其中很多都需要精确的时间限制，才能确保工作负载的执行安全无虞，并且能够持续运行。实时系统是机器人操作系统的重要组成部分，因为有实时计算与处理需求。
制造业
着眼于未来的制造商依靠从实时应用中获得的深度洞见来避免产品质量问题，提高效率和性能，并最终获得竞争优势。嵌入式实时系统能够帮助制造商最大限度地提高效率，提高产品质量和一致性，并增强工厂车间的安全性。
医疗保健和患者监测
在医疗保健领域，数据处理的速度通常攸关生死。要确保临床医生可在需要时随时随地获得来自患者监测系统（如心率监测仪）的数据，以守护患者的安全和健康，实时系统至关重要。
英特尔对实时系统的影响
为支持实时需求程度较高的新解决方案，英特尔在产品线中引入了实时性能技术英特尔® Time Coordinated Computing（英特尔® TCC），并继续扩展对时间敏感网络 (TSN) 的支持。
英特尔® Time Coordinated Computing（英特尔® TCC） 是一系列全新的功能，可增强英特尔® 处理器的计算性能，满足硬实时应用所需的严格时限要求。英特尔® TCC 使处理器能适用于延迟敏感应用，同时保持总体节能状态，并为其他并发任务保留足够的性能。英特尔® TCC 有助于确保工作负载中的每个元素在规定的时间段内以可靠且可预测的方式执行。
时间敏感网络 (TSN) 是一组基于标准以太网络的 IEEE 标准、规范和功能的集合，用于支持时间敏感应用和精确的时间同步、数据的及时传输和流量调度。TSN 采用基于标准的开放式设计，可用于优化系统之间的性能。与过去相比，英特尔现已支持更多 TSN 标准，包括：
- IEEE 802.1AS：通用精确时间协议
- IEEE 802.1Qbv：时间感知整形器
- IEEE 802.1Qav：基于信用的整形器
- IEEE 802.1Qbu：帧抢占
英特尔® 解决方案改变了实时系统
需要满足硬性时间规定的需求正日益增长，短期内不会放缓。英特尔拥有技术和专业知识，可帮助公司利用全新的英特尔® TCC 以及经扩展的 TSN 支持，为即将处理的大量数据做好准备。这些解决方案采用新的组合方法来帮助应对新兴高性能实时解决方案中经常面临的挑战。