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COM-HPC全新規格 滿足邊緣運算市場的高階需求
【東西講座】活動報導

【作者: 劉昕】   2022年03月01日 星期二

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由CTIMES所主辦之【東西講座】系列,於2月25日(五)邀請德國工業電腦模組供應商康佳特科技(congatec AG),亞洲區研發經理朱永翔擔任講者,以「COM-HPC的智慧邊緣全攻略」為題解析技術,當天採實體與線上直播方式舉行,探究COM-HPC在邊緣運算上的應用與規格設計。



圖一 : 康佳特科技(congatec AG)亞洲區研發經理朱永翔
圖一 : 康佳特科技(congatec AG)亞洲區研發經理朱永翔

隨著現代的科技進步,COM Express已不敷使用,為提供更高速的運算與更多的介面通道,近年PICMG協會訂定全新COM-HPC規格,以滿足工業邊緣運算市場的高階需求。


邊緣運算(Edge Computing)為分散式網路運算架構,將應用程式、數據資料的運算過程,盡可能靠近邊緣節點處理,最大限度降低用戶端和伺服器之間的運算量,以減少延遲和頻寬使用,是一個發展快速、更高效能需求的領域。現今,高階嵌入式多核心處理器對記憶體的需求更是有增無減。


COM-HPC(High-Performance Computer-on-Modules)是具備高性能運算校能的模組化電腦,每個模塊集成核心元件CPU、記憶體、輸入與輸出,當使用者面臨半導體公司的產品改朝換代,無須花多餘心力設計整塊主機板,只需更換該模組,幫助加速下游客戶的研發時程。


COM-HPC相較COM Express特點在於支援運算密集型平台、頻寬與接腳數、最大記憶體容量、高頻寬顯示器介面、全新的高密度高速連接器、FPGA與GPA最大運算使用。


康佳特科技為德國標準嵌入式電腦模組供應商,同時也是PICMG(PCI Industrial Computer Manufacturers Group)成員之一。產品廣泛應用於工業,例如工業化控制、醫療科技、車載、航天電子及運輸等。


高密度設計 加速下游客戶的研發時程

朱永翔表示,為支援高階PCIe Gen5,COM-HPC在連接器選擇上,必須總達800接腳數、高密度小型體積設計、多達300瓦、多重供應來源,因此具有彈性開放接腳可自由定義規格、自對準球柵陣列封裝設計增加製成可靠性、1mm接觸面積確保高速訊號穩定、載板對載板的距離展開減輕客戶底板製成。



圖二 : 從德國直送的COM-HPC模組、散熱單元與載板,全台首度的實體展示。
圖二 : 從德國直送的COM-HPC模組、散熱單元與載板,全台首度的實體展示。

COM-HPC客戶端(client)模組:尺寸分別為A、B和C。具800引腳高速連接器、2個25 GB和NBaseT的乙太網路、支援高音頻I/O與圖形、符合PICMG高性能運算標準,總共48條PCIe Gen5通道,多達4 SO-DIMM記憶模組,提供高達250瓦功率電源、8至20伏特寬電壓輸入。


COM-HPC服務端(Server)模組:尺寸分別為D和E。具800引腳高速連接器、8個25 GB的乙太網路連接、高達1 TB動態隨機存取記憶體、符合PICMG高性能運算標準、總共有64條PCIe Gen5通道、可支援平台管理,多達8 DIMM記憶插槽,提供高達350瓦功率電源、穩定12伏特電壓輸入。


朱永翔進一步表示,隨著使用場域環境不同,客戶機器尺寸需求也不一,例如電子看板、廣告看板、超音波機器著重在影音上,COM-HPC服務端並不支援影音輸出,因此適用於客戶端,而服務端注重在於CPU運算與網路能力,記憶體相對需求大。


朱永翔說明,COM-HPC供應瓦數愈高,相對散熱器就至為重要。康佳特設計自家獨特標準,分別有主動散熱方案(有風扇)、被動散熱方案(無風扇)、散熱模組(無?片)、熱管配接器,使用蒸氣室技術與高密度?片,室內風扇監控的轉述,確保較佳風扇速度參數。


現今越是支援高階運算,從USB2.0、3.2至4.0,加上乙太網路在服務端的應用,皆呈現急速上升,訊號完整性考慮相當重要。康佳特身為協助制定規格廠商,提供軌道長度參考、PCB設計材料、連接器與預算損失資料、電路板疊層參數,讓客戶與使用者在底板設計上,可得到最佳化。


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