La nueva especificación COM aborda los crecientes requisitos a nivel de servidor de las aplicaciones informáticas de última generación.
Las cosas realmente están empezando a calentarse cuando se trata de la cantidad de potencia informática disponible para la implementación en sistemas integrados. Por ejemplo, la especificación abierta Computer-on-Module (COM-HPC) recientemente anunciada para computación de alto rendimiento brinda capacidades de nivel de servidor a la computación perimetral.
Sistema en paquete y Sistema en módulo
Echemos un vistazo rápido a cómo llegamos a donde estamos hoy. Desde mediados de la década de 1970, mucho antes del concepto de Internet e Internet de las cosas (IoT), los sistemas integrados cuentan afortunadamente con procesadores simples de 8 bits.
Con el tiempo, han aparecido microprocesadores y microcontroladores de 16 bits, 32 bits e incluso 64 bits, lo que ha aumentado drásticamente la potencia computacional disponible para los diseñadores, pero los problemas asociados con componentes como DDR, etc., tenían sus propios problemas. Memoria y capa física Ethernet (PHY). Incluso si sabe lo que está haciendo, aún dedica mucho tiempo al diseño de PCB, asegurando la integridad de la señal para las interfaces de alta velocidad mientras lucha por cumplir con los estándares de compatibilidad electromagnética (EMC).
Esta complejidad adicional impacta directamente en el requisito de reducir el tiempo de comercialización al mismo tiempo que se reduce el riesgo. Una solución es una combinación de System-in-Package (SiP) y System-on-Module (SOM), como las que ofrece Microchip Technology (consulte IoT, Linux y System-on-Modules).
computadora en modulo
El siguiente paso en la escala de desempeño es el concepto de Computadora en Módulos (COM). La idea aquí es conectar una placa COM relativamente pequeña con una interfaz definida en una placa portadora más grande que también contiene componentes y subsistemas adicionales.
Los primeros módulos de este tipo aparecieron a principios de la década de 1990, cuando Hans Mühlbauer, entonces propietario de la empresa alemana JUMPtec y todavía activo en congatec AG, desarrolló el primer módulo ModulAT basado en el bus AT/ISA96. En ese tiempo. Alimentados por una CPU Intel 80C88 de 9,54 MHz y 640 kB de memoria DRAM, estos COM tenían un tamaño de 100 x 160 mm y usaban una interfaz de 120 pines para conectarse a la placa portadora.
En 2001, JUMPtec y Advantech colaboraron para establecer el Grupo Industrial ETX (ETX-IG). Los partidarios adicionales incluyeron I-Base, IBR y PCISystems. La especificación ETX, todavía en uso hoy en día, define un COM de 95 x 114 mm y utiliza una interfaz de 400 pines para conectarse a placas portadoras y admitir buses ISA, PCI y gráficos.
todo lo que nos guía PICMGes un consorcio sin fines de lucro de empresas y organizaciones que desarrollan colectivamente estándares abiertos para aplicaciones informáticas integradas industriales, militares/aeroespaciales, de telecomunicaciones, de prueba/medida, médicas y de propósito general de alto rendimiento. Los estándares clave desarrollados por PICMG incluyen CompactPCI, AdvancedTCA, MicroTCA, AdvancedMC, CompactPCI Serial, COM Express, SHB Express y Hardware Platform Management (HPM).
Desde que se introdujo COM Express de PICMG en 2005, el estándar ha sido adoptado por empresas de todo el mundo. COM Express satisface las necesidades de la mayoría de las aplicaciones de alto rendimiento actuales y se espera que crezca y prospere en la próxima década, pero algunas aplicaciones informáticas perimetrales están comenzando a exigir un rendimiento de clase de servidor aún mayor.
Introducción a COM-HPC
Para satisfacer estas necesidades extremas de rendimiento, PICMG formó recientemente el Subcomité Técnico COM-HPC, responsable de desarrollar una nueva especificación COM para cumplir con los crecientes requisitos de las aplicaciones informáticas de borde.
La nueva especificación COM-HPC se ejecuta en paralelo con el esfuerzo COM Express existente. COM-HPC está diseñado para complementar COM Express, no para reemplazarlo.
La nueva especificación admitirá dos tamaños de módulo diferentes, uno para computación de alto rendimiento y otro para computación integrada. Los planes iniciales incluyen la incorporación de nuevos conectores de alta velocidad que pueden admitir interfaces existentes y futuras, como PCI Express Gen 4/5 con velocidades de hasta 100 Gigabit Ethernet (GbE). Esta especificación está dirigida a procesadores de clase de servidor de rendimiento moderado a alto.
Los principales objetivos de COM-HPC son la compatibilidad con PCIe Gen 5.0 (32 Gb/s), 64 carriles PCIe, un mínimo de 25 GbE por par de señales para admitir 100 GbE y otras actualizaciones de interfaz.
Es importante comprender que COM-HPC no define el contenido o la funcionalidad principal de las placas COM-HPC. En cambio, es una especificación que cubre las interfaces mecánicas y eléctricas, como el tamaño de la placa, las ubicaciones de los conectores y los pines. Además, se definirán las huellas de los conectores y las propiedades mecánicas/eléctricas y dichos conectores estarán disponibles a través de múltiples proveedores.
La idea es que los desarrolladores de sistemas integrados puedan crear una placa portadora que contenga todos los subsistemas diferenciados, mientras que el cómputo principal y la memoria son proporcionados por placas COM-HPC compradas a varios proveedores. En el futuro, cuando estén disponibles procesadores de mayor rendimiento y módulos de memoria más grandes, los desarrolladores de sistemas integrados (y potencialmente los usuarios finales) podrán cambiar fácilmente las placas COM-HPC por modelos más nuevos o más grandes.
El futuro de COM-HPC
El equipo COM-HPC ha elegido a Christian Eder de congatec como presidente. Stefan Milnor de Kontron es el editor técnico y Dylan Lang de Samtec es el secretario.
A la fecha, la iniciativa COM-HPC cuenta con 20 empresas participantes miembros activos. SECO, TE Connectivity, Trenz Electronic, VersaLogic.
El objetivo es ratificar la especificación COM-HPC a principios de 2020. Esto es muy oportuno. Porque IHS Markit COM representa alrededor del 38% Porcentaje de las ventas totales de placas, módulos y sistemas de computación integrada hasta 2020, con múltiples informes de investigación que predicen que el mercado COM crecerá rápidamente, superando los mil millones de dólares para 2022. Ha sido así.
Para obtener más información sobre la especificación COM-HPC y participar en su desarrollo, envíe un correo electrónico a [email protected].