Die COM-HPC-Spezifikation macht Fortschritte
COM-HPC erhöht Speicher und Leistung im Vergleich zu COM Express (COM Express-Image - congatec)
Während sich die Industrie auf die Computeranforderungen einer erhöhten Konnektivität in Fahrzeugen, Fabriken und Privathaushalten vorbereitet, kann die PCI Industrial Computer Manufacturers Group (PICMG) ein Update des Standard-COM-Standards (Computer on Module) bereitstellen, das die skalierbare Leistung und Leistung bietet Konnektivität erforderlich.
Der COM-HPC-Standard wird voraussichtlich noch in diesem Jahr veröffentlicht und bringt im Vergleich zu COM Express einige bedeutende Leistungsverbesserungen mit sich. Es ist der bisher schnellste COM-Standard und wird speziell entwickelt, um die Leistungsanforderungen neuer Anwendungen wie AI, 5G und umfangreiches Edge-Computing zu erfüllen. Die Module werden in Server- und Client-Typen unterteilt.
Der COM-HPC-Server ist ein Headless-Modul, das hauptsächlich für Edge-Server verwendet wird, auf denen viele Daten für KI und Analyse übertragen und interpretiert werden.
Der COM-HPC-Client ähnelt COM Express, so Christian Eder von congatec, bietet jedoch eine höhere Leistung und mehr Speicher für den Einsatz in konventionelleren High-End-Embedded-Märkten.
Der Client-Typ umfasst zwei MIPI-CSI (Mobile Industry Processor Interface - Camera Serial Interface), um die von Überwachungskamerasystemen, medizinischen Geräten und autonomen Fahrzeugen geforderten Bildgebungsaufgaben zu bewältigen.
Eigenschaften
Am bedeutendsten ist die Erhöhung des Arbeitsspeichers. COM-HPC-Servermodule haben dank acht DIMM-Sockeln auf der Karte bis zu 1 TByte.
In dieser Spezifikation werden sich die Pins nahezu verdoppeln - 800 im Vergleich zu 440 für COM Express.
COM-HPC-Servermodule unterstützen außerdem bis zu acht 25-GbE-Lanes und bis zu 64 PCIe Gen 4- oder Gen 5-Lanes für eine Leistung von bis zu 255 GBit / s. Es wird auch zwei USB 4-Schnittstellen geben, die mit 40 Gbit / s die Rate von USB 3.2 fast verdoppeln.
Eder ist Vorsitzender des COM-HPC-Ausschusses. Er sagte gegenüber Electronics Weekly, dass viel Arbeit geleistet werde, um die Ratifizierung des Standards im ersten Halbjahr 2020 vorzubereiten.
„Das sind sehr intensive Zeiten. . . Der erste Meilenstein war eine Spezifikation, in der Unternehmen wirklich mit der Entwicklung von Designs beginnen können. Dies bedeutet, dass alle Mechaniker mit vielen Größen wissen, welcher Stecker, welche Pinbelegung dieser Stecker hat “, sagte er.
Zu diesem Zeitpunkt ist die Spezifikation noch nicht vollständig, aber „gut genug“, damit Spezialisten mit der Planung der Entwicklung der nächsten Generation eingebetteter Hochgeschwindigkeitssysteme beginnen können. Es ist noch viel Dokumentation erforderlich, räumte Eder ein, und die 24 Mitglieder arbeiten daran.
Der COM-HPC-Anschluss ist heute für PCI Express Gen 5 spezifiziert, und Eder gibt an, dass eine „hohe Wahrscheinlichkeit“ besteht, dass er PCI Express Gen 6 unterstützt, das noch veröffentlicht werden muss.
Es ist außerdem 10G / 25G-Ethernet-kompatibel und arbeitet mit bis zu 300 W bei 11,4 V bis 12,6 V. Obwohl es bisher keine Benchmarks gibt, räumt Eder ein, bedeutet dies, dass schnellere CPUs unterstützt werden können, als dies heute möglich ist.
Die Steckverbinder mit hoher Dichte verwenden einen BGA-Abschluss für die Ausrichtung und sind in zwei Stapelhöhen von 5 mm und 10 mm erhältlich.
Signalintegrität
In der Spezifikation enthaltene Schnittstellenrevisionen werden von einem Kantenraten-Kontaktsystem verwendet, um die Breitseitenkopplung zu minimieren und das Übersprechen zu verringern.
Eine Untergruppe konzentriert sich auf die Signalintegrität und definiert Routing-Regeln, während eine andere den Software-Stack definiert, der für die Verwaltungsfunktionen für die Serverrolle erforderlich ist.
Der Stromverbrauch wurde ebenfalls auf 300 W erhöht - COM Express beträgt maximal 60 W -, um schnellere CPUs zu unterstützen.
Mit COM Express eingeführte APIs (Embedded Application Programming Interfaces) ermöglichen den einheitlichen Zugriff auf eine Auswahl von Schnittstellen, einschließlich I.2C und UART.
Module können gegen Upgrades ausgetauscht werden oder um Technologien von einem Chiphersteller oder Modullieferanten zu einem anderen zu wechseln. Entwickler können Edgeserverfunktionen wie Startoptionen über den Board Management Controller anbieten.
Congatec auf der Embedded World 2020: Halle 1-358
Abbildung 1: COM-HPC erhöht den Speicher und die Leistung im Vergleich zu COM Express (COM Express-Image - congatec)
Tabelle 1 - Die Funktionen der COM-HPC-Client- und -Servertypen