Moduły COM-HPC

PCI Industrial Computer Manufacturers Group (PICMG) wkracza w końcowe etapy rozwoju nowej specyfikacji COM-HPC computer-on-module, która ma zaspokoić potrzeby bardzo high-endowego rynku przemysłowych obliczeń brzegowych. Specyfikacja COM-HPC ma na celu rozszerzenie sukcesu COM Express, a nie zastąpienie go, i oficjalnie została wydana w pierwszym kwartale 2021 roku.

Edge computing to szybko rozwijający się segment wymagający coraz wyższej wydajności. Wymagania pamięci systemowej obecnych i przyszłych wbudowanych procesorów wielordzeniowych wysokiej klasy rosną bardzo gwałtownie. Istniejące popularne formaty, takie jak COM Express, nie są w stanie zapewnić efektywnych kosztowo rozwiązań, gdy zapotrzebowanie na pamięć zbliża się do 128 GB lub 256 GB. W tym miejscu do gry wchodzi COM-HPC. Zdefiniowano pięć rozmiarów, z których największy przeznaczony jest do użytku jako moduł serwerowy, który umożliwia zainstalowanie do 8 gniazd DIMM na pokładzie.

Wsparcie dla platform wymagających dużej mocy obliczeniowej

• COM-HPC obsługuje procesory o TDP do około 150W. Specyfikacja nie tylko obsługuje najnowsze procesory o wysokiej gęstości oferujące 16 rdzeni obliczeniowych przy około 110W, ale także rezerwuje 30-40W zapasu dla przyszłych konstrukcji, które będą obsługiwać jeszcze więcej rdzeni i mogą wymagać dodatkowej mocy w następnej dekadzie.

Maksymalna pojemność pamięci

• Wymagania pamięciowe wysokowydajnych wbudowanych procesorów wielordzeniowych znacznie wzrosły, a platformy muszą obsługiwać wystarczającą ilość pamięci, aby osiągnąć oczekiwany wysoki poziom wydajności. COM-HPC obsługuje do 8 modułów DIMM, co pozwala na wykorzystanie maksymalnie 512 GB pamięci w oparciu o najnowsze i najbardziej popularne rozwiązania pamięciowe. W miarę postępu technologii pamięci, COM-HPC będzie w stanie obsługiwać jeszcze większe pojemności pamięci.

Interfejsy o wysokiej przepustowości

• COM-HPC obsługuje do 64 linii PCIe ogólnego przeznaczenia oraz 1 dedykowaną linię PCIe do połączenia z IPMI BMC na nośniku. Dzięki COM-HPC możliwe są konfiguracje PCIe z większą szerokością łącza niż w przypadku COM Express, np. 4x PCIe x16 lub 8x PCIe x8. Początkowo obsługiwane jest PCIe Gen 4.0, a obsługa PCIe Gen 5.0 pojawi się wraz z wprowadzeniem całkowicie nowego złącza o wysokiej gęstości i prędkości. Uwzględniono również najpopularniejszy interfejs dla urządzeń peryferyjnych, czyli Universal Serial Bus. COM-HPC obsługuje maksymalnie cztery porty USB 4, które zapewniają transmisję danych z prędkością 20Gbit. Łączność Ethernet zapewnia ponadto do ośmiu portów 10GbE lub odpowiednik dwóch portów 100GbE.

Rozmiary modułów

• W specyfikacji COM-HPC zdefiniowano pięć rozmiarów modułów. Największy z nich, Size E, ma wymiary 200mm x160mm i pomieści 8 modułów DIMM. Z kolei mniejsze rozmiary płyt są przeznaczone do stosowania jako platformy klienckie wykorzystujące pamięci SO-DIMM lub wlutowane pamięci pokładowe. Integratorzy mogą wybrać rozmiar modułu, który najlepiej spełnia ich wymagania aplikacyjne.

Zestaw funkcji i rozkład pinów

Specyfikacja obsługuje dwa różne układy pinów z różnymi zestawami funkcji: COM-HPC typu serwerowego i COM-HPC typu klienckiego. Zestaw funkcji typu serwerowego jest ukierunkowany na intensywne przetwarzanie danych i łączność oraz obsługuje maksymalnie 64 linie PCIe ogólnego przeznaczenia i 8 portów 10GbE. Z kolei typ Client Type jest przeznaczony do zastosowań ogólnych i obsługuje wiele interfejsów wyświetlania, wiele interfejsów audio, a nawet interfejs kamery MIPI-CSI. Oba zestawy funkcji wykorzystują dwa złącza, zwane złączem podstawowym (J1) i dodatkowym (J2). W celu dostosowania do specyficznych przypadków użycia, szczególnie w implementacjach klienckich nie wymagających pełnego zestawu funkcji, istotne i podstawowe funkcje są przypisane do złącza podstawowego (J1), dzięki czemu drugie złącze może zostać wyeliminowane, co korzystnie wpływa na całkowitą strukturę kosztów.

Całkowicie nowe, wysokiej gęstości i dużej prędkości złącze

Dla COM-HPC zdefiniowane jest 400-pinowe złącze obsługujące 32 GT/s (PCIe Gen 5). W standardowych implementacjach każdy moduł COM-HPC posiada dwa złącza typu board-to-board na spodzie modułu: złącze Primary (J1) i złącze Secondary (J2). Wysokość pomiędzy modułem a płytą nośną wynosi domyślnie 10mm i może być zmieniona do 5mm poprzez wybór złączy o różnych wysokościach.