COM-HPC全新规格 满足边缘运算市场的高阶需求

由CTIMES所主办之【东西讲座】系列，于2月25日（五）邀请德国工业计算机模块供货商康佳特科技（congatec AG），亚洲区研发经理朱永翔担任讲者，以「COM-HPC的智慧边缘全攻略」为题解析技术，当天采实体与在线直播方式举行，探究COM-HPC在边缘运算上的应用与规格设计。


 
图一 : 康佳特科技（congatec AG）亚洲区研发经理朱永翔

随着现代的科技进步，COM Express已不敷使用，为提供更高速的运算与更多的接口信道，近年PICMG协会订定全新COM-HPC规格，以满足工业边缘运算市场的高阶需求。

边缘运算（Edge Computing）为分布式网络运算架构，将应用程序、数据数据的运算过程，尽可能靠近边缘节点处理，最大限度降低客户端和服务器之间的运算量，以减少延迟和带宽使用，是一个发展快速、更高效能需求的领域。现今，高阶嵌入式多核心处理器对内存的需求更是有增无减。

COM-HPC（High-Performance Computer-on-Modules）是具备高性能运算校能的模块化计算机，每个模块集成核心组件CPU、内存、输入与输出，当使用者面临半导体公司的产品改朝换代，无须花多余心力设计整块主板，只需更换该模块，帮助加速下游客户的研发时程。

COM-HPC相较COM Express特点在于支持运算密集型平台、带宽与接脚数、最大内存容量、高带宽显示器接口、全新的高密度高速连接器、FPGA与GPA最大运算使用。

康佳特科技为德国标准嵌入式计算机模块供货商，同时也是PICMG（PCI Industrial Computer Manufacturers Group）成员之一。产品广泛应用于工业，例如工业化控制、医疗科技、车载、航天电子及运输等。

高密度设计 加速下游客户的研发时程
朱永翔表示，为支持高阶PCIe Gen5，COM-HPC在连接器选择上，必须总达800接脚数、高密度小型体积设计、多达300瓦、多重供应来源，因此具有弹性开放接脚可自由定义规格、自对准球栅数组封装设计增加制成可靠性、1mm接触面积确保高速讯号稳定、载板对载板的距离展开减轻客户底板制成。


 
图二 : 从德国直送的COM-HPC模块、散热单元与载板，全台首度的实体展示。

COM-HPC客户端（client）模块：尺寸分别为A、B和C。具800引脚高速连接器、2个25 GB和NBaseT的以太网络、支持高音频I/O与图形、符合PICMG高性能运算标准，总共48条PCIe Gen5信道，多达4 SO-DIMM记忆模块，提供高达250瓦功率电源、8至20伏特宽电压输入。

COM-HPC服务端（Server）模块：尺寸分别为D和E。具800引脚高速连接器、8个25 GB的以太网络连接、高达1 TB动态随机存取内存、符合PICMG高性能运算标准、总共有64条PCIe Gen5通道、可支持平台管理，多达8 DIMM记忆插槽，提供高达350瓦功率电源、稳定12伏特电压输入。

朱永翔进一步表示，随着使用场域环境不同，客户机器尺寸需求也不一，例如电子广告牌、广告广告牌、超音波机器着重在影音上，COM-HPC服务端并不支持影音输出，因此适用于客户端，而服务端注重在于CPU运算与网络能力，内存相对需求大。

朱永翔说明，COM-HPC供应瓦数愈高，相对散热器就至为重要。康佳特设计自家独特标准，分别有主动散热方案（有风扇）、被动散热方案（无风扇）、散热模块（无?片）、热管配接器，使用蒸气室技术与高密度?片，室内风扇监控的转述，确保较佳风扇速度参数。

现今越是支持高阶运算，从USB2.0、3.2至4.0，加上以太网络在服务端的应用，皆呈现急速上升，讯号完整性考虑相当重要。康佳特身为协助制定规格厂商，提供轨道长度参考、PCB设计材料、连接器与预算损失数据、电路板迭层参数，让客户与使用者在底板设计上，可得到优化。