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COM-HPC: 開發者和用戶需要了解的信息

COM-HPC: 開發者和用戶需要了解的信息

2021/11/25 13:59:32

嵌入式計算行業計劃推出COM-HPC作為模塊化系統設計的下一代標準。由于 COM-HPC 設計復雜,且有時會被錯誤理解,因此需要有明確表述的信息。


有些人認為PICMG標準是用于全新應用的全新平臺,嵌入式邊緣服務器陣營同意此看法,他們必須在嚴苛的環境下完成大量的工作負荷。第二個陣營是現有的COM Express用戶。他們對于服務器模塊的興趣不大,而把注意力更多地放在新的COM-HPC客戶端模塊標準,且對COM-HPC存有的疑慮更多一些。他們想保護現有的COM Express投資,并提出這樣的問題:COM Express 還能用多久,以及我是否需要現在轉移到 COM-HPC?它將為我的客戶帶來哪些優勢?對其而言,最重要的是了解COM-HPC客戶端模塊具有哪些優點,以及和COM Express之間的區別。因此,COM-HPC 強調兩個單獨的目標群體,其中每個都具有不同的需求。那么,這個兩種新的COM-HPC規范具有哪些潛力,以及其中的差異有哪些?


用于嵌入式服務器的開放式標準平臺


COM-HPC服務器是用于在嚴苛環境下,開發模塊化嵌入式機架式服務器和盒式服務器設計的第一個真正的開放式平臺。在如今的經典服務器領域,應用就緒的處理器模塊仍然很少被利用,雖然這種設計具有眾多優勢。例如,它可以非常容易地滿足特定的尺寸和I/O要求。開發者僅需要設計合適的應用特定載板;中央處理器、RAM和高速接口等復雜的內核組件,可采用標準化的模塊。由于載板設計所需的工作負荷量小于全定制設計,此方法還可有效地應用到需求量較少的產品系列,在此之前,這些系列的標準產品經常是不盡如人意但又不得不接受的選擇。此外,模塊化設計還可顯著減少性能升級的成本。當1U 或3U機架系統需要全面更換,相比之下,模塊化服務器設計可降低約50%的升級成本,因為只需要更換模塊。故此,這種設計提高了投資的可持續性,且由于可使用更長久,所以還改善了解決方案的長期可用性和投資回報率

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圖解1

COM-HPC 服務器模塊的主要功能特性:數量超多的高速接口,性能極佳的網絡帶寬和無頭式(headless)服務器性能。


一個標準涵蓋更多的計算類型


除了模塊化設計的通用優點外,COM-HPC 服務器還有一些技術上的改進,而這些技術是以前的模塊所不具備的。例如,COM-HPC 標準不限于 x86 處理器平臺,還支持 RISC處理器、FPGA 和 GPGU。而具備這些另類計算單元的首批樣品,已在2021年德國紐倫堡世界嵌入式(Embedded World)展的PICMG展位上進行了展示。因此,首次實現了在單一規范和標準化生態系統內,執行眾多計算和加速器單元的異構性服務器設計與開發的可能性。在具體實施時,新規范還首次在模塊上支持叢機模式(slave modes)。OEM廠商不僅能夠簡化設計流程,且能更高效地在產品設計方案中受益,還可更有效地重新利用其專業技術。


更多空間 實現更高性能


COM-HPC 服務器模塊,旨在使邊緣和霧服務器應用具備新型嵌入式邊緣服務器處理器所需的高性能計算能力,半導體制造商預計很快會推出此類處理器。用于COM-HPC 服務器模塊的最大功率預算值為 300瓦,這表明了至少在中期內的預期性能。作為對比:目前功率最大的 COM Express Type7 服務器模塊,可用的最大功率為100瓦。以此作為衡量依據,并將預計的性能增長考慮在內,如此一來即可看出,COM-HPC在將來能夠滿足服務器超大負荷量。

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圖解2

COM-HPC 服務器采用兩種不同的空間配置規格:尺寸 E 具有的空間,可容納最多8條DIMM插槽,用于目前1TB的RAM容量,而尺寸小20%的尺寸則支持4條DIMM插槽。COM-HPC服務器和客戶端皆采用配置2x400 針腳的相同規格連接器,且各個接口之間具有不同的間距。此設計可防止因意外安裝錯誤類型的模塊而造成的損壞。


除了上述高性能潛力外,處理器或替代性計算單元可用的空間大小也至關重要。透過目前英特爾和AMD推出的16核或更多內核的高性能處理器,或尺寸相當于手掌大小的高性能FPGA,即可見一斑。COM-HPC 服務器用于上述應用的模塊尺寸為 200 mm x 160 mm (尺寸E),或 160 mm x 160 mm(尺寸D)。這些相對較大的規格尺寸,還可簡化散熱過程,因為更大規格的散熱片提供了更大的空間,從而更有效地排出廢熱。


更高的內存性能


采用這種大規格尺寸,COM-HPC服務器模塊還將具有更高的內存性能。它們有足夠的空間來容納DIMM內存模塊,滿足微型、邊緣和霧服務器的高內存帶寬和尺寸要求。尺寸 E 的空間配置最多可容納 8 條 DIMM 插槽,目前最大可安裝的內存容量為 1TB。尺寸D 的空間配置最多可容納 4 條 DIMM 插槽,目前最大可安裝的內存容量為 512GB.......


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