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模塊化電腦（Computer On Modules，以下簡稱 COM）是一種集成了 CPU、芯片組、內存等功能的模塊，它需要搭配載板來進行供電及外圍擴展。COM 模塊有豐富的規(guī)格標準，給設備制造商提供了多樣、快速上市的產品解決方案。目前主流的類型有 COM Express(Basic/Compact/Mini)、ETX、Q7 等標準，提供了豐富多樣的如 PCI-Express、PCI、ISA、SATA、USB3.0 等接口。每類標準都遵循其接口與機構的要求，這也讓產品的升級、換代變得非常方便。
COM 概念引入 20 余年，在高質量、高性能計算平臺的開發(fā)和制造方面，為了協助客戶快速提升核心競爭力，COM 降低了設計新載板所需要的時間和精力，也成功擴展到包括圖形密集型、移動式、交通、醫(yī)療設備、軍工、電信等眾多應用。近年來隨通信技術的快速發(fā)展和人工智能、邊緣計算等概念的引入，以及 PCIe 接口標準的進一步演進，COM 向高性能計算方向推進已是大勢所趨，COM HPC（高性能計算模塊化電腦）這一最新標準應運而生。
提到標準，就不得不提到 PICMG 這一組織。PICMG 成立于 1994 年，最初的任務是將 PCI 標準擴展到非桌面應用程序。該組織的正式名稱是 PCI 工業(yè)計算機制造商集團，現在被稱為 PICMG。按照 PICMG 標準制造的設備在全球范圍內使用，任何人都可以不受限制地制造或使用設備。該組織開發(fā)的主要標準化協議包括 CompactPCI，AdvancedTCA，MicroTCA，AdvancedMC，CompactPCI Serial，COM Express，SHB Express，和 HPM (Hardware Platform Management)等，也是 COM 標準制定的主要參與者和推動者。
近日，與非網記者對 PICMG 主席 Jessica Isquith 以及 COM HPC 委員會主席同時也是康佳特公司市場主管 Christian Eder 進行了獨家專訪，了解到有關 COM HPC 標準開發(fā)的最新進展情況以及后續(xù)的一些規(guī)劃。
自 2018 年 10 月標準工作組正式啟動，歷時 1 年時間，COM HPC 小組在 2019 年 10 月宣布批準了全新高性能嵌入式計算機模塊規(guī)范的引腳標準。Christian 稱，2020 年第一季度將完成 1.0 版本的規(guī)范制定，并在 2020 年第二季度推出最終版的設計指南。
Christian 也從幾個方面全面介紹了 COM HPC 標準的規(guī)格。包括：
1.?? ?連接器。COM HPC 的內部連接目標是，實現信號集成，兼容 PCIe 4.0 和 5.0 版本，兼容 10G 和 25G 以太網連接；滿足更高引腳數；實現 5nm 和 10nm 的棧高；在 11.4-12.6V 電壓范圍內最高可支持 300W 功率。
其中開放的引腳設計使地線和整體布線的靈活性最大化，讓用戶可以在同樣的內連中運行差分對、單端信號和電源。并且易于處理和布局布線。
2.?? ?尺寸。以下可以直觀看到 COM HPC 將帶給計算機模塊的尺寸優(yōu)勢。
3.?? ?類型。針對 2C 和 2B 不同的應用場景，COM HPC 分別制定了不同的參數規(guī)格。
4.?? ?電源。COM HPC 標準支持 28 個電源引腳，可在 12V 電壓下輕松支持 300W 功率，滿足 11.4-12.6V 直流電壓工作范圍，即可支持服務器應用，也可以滿足 C 端應用的 8-18V 直流電壓。同時提供優(yōu)化的高速 Pinout 以及優(yōu)化的地管腳位置從而可實現更好的信號集成。
相較于當前支持 32 個 PCIe 3.0 通道，最高 8 Gb/s，以及 25Gb 以太網標準的技術，COM HPC 標準將支持到 PCIe 5.0 標準，達到最高 32Gb/s。同時，COM HPC 支持高端服務器處理器和最多 8 個 SODIMMS 內存，并且可能支持高達 125W 的功耗，之前 COM Express 是 60W 的唯一選擇。COM HPC 帶有一個新的連接器布局，支持 64 個 PCIe 通道，這是 COM Express 無法做到的。COM HPC 還可以通過 USB 3.2 和 100G 以太網等網絡標準進行快速連接。此外，COM HPC 將使用兩個新的高速連接器，至少 4×100 引腳，總共 800 多個引腳。
新型 COM HPC 模塊主要針對工廠車間和其他惡劣環(huán)境條件下的應用。這里的重點是工業(yè)場景，模塊和載板必須“承受更多”。與專為保護數據中心或服務器機房開發(fā)的經典 IT 服務器相比，基于 COM HPC 的主板可提供典型 IT 服務器的性能和靈活性，還同時考慮到惡劣的工業(yè)環(huán)境。此外，COM HPC 也可滿足未來的邊緣服務器和邊緣側 AI 應用的需求。
這點可以理解，PCIe 4.0 和 5.0 被認為對服務器這一 B 端市場的影響將大于傳統(tǒng) C 端的電腦市場，AMD 在 2019 年 8 月推出了首款 PCIe 4.0 服務器處理器，隨后英特爾也在 10 月宣布推出支持 PCIe 4.0 的產品。因為業(yè)內一直有聲音稱 PCIe 4.0 的出現時機有點不尷不尬，因為還沒等到產品和應用普及，PCIe 5.0 標準就已經推出，但毋庸置疑 PCIe 4.0/5.0 將為服務器處理器市場帶來一次產品迭代和升級，相信 COM HPC 選擇同時兼容這兩種協議也是出于這一考慮。
交流中 Jessica Isquith 對 COM HPC 規(guī)范的進展非常滿意，她提到，“在 PICMG，我們目前正在制定下一代的嵌入式計算機模塊標準，這對于嵌入式和邊緣計算領域非常重要。除了物理形態(tài)設計之外，引腳也是一大關鍵里程碑。由于我們邀請業(yè)界所有關鍵領導廠商，包括英特爾等半導體制造商，共同參與了 COM-HPC 的技術小組委員會，使我們就能確保該標準規(guī)范完全符合未來的新一代處理器，此外，該標準也得以快速通過?！?/p>
談及康佳特在標準制定中扮演的角色，Christian 表示，作為 PICMG 組織委員會的三大發(fā)起方之一，康佳特公司一直致力于積極參與和推動技術的變革和最新行業(yè)標準的制定，他個人除了擔任 COM-HPC 委員會主席，也在 COM Express 現行標準制定過程中擔任過起草人?？貏?chuàng)的 Stefan Milnor 和 Samtec 的 Dylan Lang 分別擔任委員會編輯與秘書，負責在各自的職能范圍內為 Christian Eder 提供支持?！拔覀兿嘈判聵藴实闹贫▽⒏玫臐M足產業(yè)發(fā)展和技術進步的需求，在推動整個計算機模塊產業(yè)的快速成長以及健康的市場秩序方面也將起到至關重要的作用，康佳特始終堅信這一點，所以我們從一開始就積極參與其中，也借助自己在技術和產業(yè)內的積累來幫助加快整個進程?！?/p>
Christian 預計，在 2020 年底將有廠商開發(fā)出符合最新 COM HPC 標準的計算機模塊產品，配合其他硬件廠商的推動、產品開發(fā)以及市場需求的跟進，兩年內可實現在市場上的大量出貨。
“COM HPC 不會取代 COM Express，而是一種延伸和拓展，向邊緣服務器和多功能邊緣客戶端解決方案的方向發(fā)展。幫助解決新的接口要面臨的更高信號頻率，以及信號集成度的挑戰(zhàn)。目前 COM HPC 是最高性能的標準，將引領新的頂級計算機模塊?！盋hristian 最后強調。
