COM-HPC ist der neue, leistungsstarke COM-Standard für modulare Edge-Server- und Edge-Client-Architekturen. Die kleinste Baugröße, Mini, ist kaum größer als eine Kreditkarte.
Blickt man auf die letzten zwei Jahrzehnte zurück, so gab es in den Anfängen der COM-Module eine große Auswahl an Optionen. Viele Hersteller versuchten zunächst, ihr Konzept am Markt zu etablieren und sich durch unterschiedliche Formfaktoren abzuheben. In einem noch jungen Markt mit vielen kleinen Anbietern war dies jedoch schwierig. Kunden forderten einheitliche Standards für höhere Zuverlässigkeit und die Möglichkeit der sekundären Bereitstellung. Dies führte zunächst zur Bildung kleiner Allianzen und Konsortien, die individuelle Formfaktoren wie DIMM-PC oder ETX etablierten. Um jedoch eine breite Akzeptanz bei den Anwendern zu erreichen, mündeten diese Bemühungen schließlich in die Entwicklung unabhängiger Standards, die heute von den Normungsorganisationen PICMG und SGET verwaltet werden. Dies vereinfachte die Auswahl eines geeigneten Standards erheblich.
Große Auswahl.
Aufgrund des technologischen Fortschritts gibt es heute jedoch weiterhin eine Vielzahl von Formfaktorstandards. Beschränkt man sich auf Client-Systeme mit integrierter Grafikunterstützung, reicht das Angebot von Qseven, µQseven und SMARC bis hin zu COM Express Basic, Compact und Mini in Typ 6 sowie COM Express Basic, Compact und COM-HPC in Mini, Größe A, B und C. Darüber hinaus sind COM Express in Typ 7 und COM-HPC in den Größen D und E als Headless-Systeme für Embedded- und Edge-Server-Designs verfügbar.
Entwickler haben daher heute mehrere Optionen, wenn sie ein anwendungsfertiges COM-Plug-in-Modul in ihren dedizierten Systemen einsetzen möchten. 
Intel Core Prozessoren der 13. Generation: Erhältlich bei congatec in den Ausführungen COM Express Compact und COM-HPC Client Size C, A und Mini (von links)...
Obwohl der Begriff SOM (System-on-Modules) in der Welt der Arm-Prozessoren weit verbreitet ist, bezeichnen all diese Bezeichnungen dasselbe Prinzip: Die zentrale Rechenkomponente wird als bootfähige Einheit mit vollständiger Softwareunterstützung für alle im Standard spezifizierten Schnittstellen bereitgestellt. Mit den entsprechenden Evaluierungsboards können Entwickler ihre Anwendung sofort implementieren, während das dedizierte Motherboard und dessen Integration in das System parallel entwickelt werden. Dies ist einfacher als eine komplett individuelle Entwicklung, da die Designrichtlinien der Standards viele wertvolle Anregungen bieten und ein umfangreiches Ökosystem an IP und Standardkomponenten (COTS) zur Verfügung steht.
COM-HPC wird den Markt für Hochleistungsanwendungen dominieren.
Die aktuelle Auswahl an Lösungen ist jedoch begrenzt. Der neue COM-HPC-Standard des PICMG definiert ein äußerst breites Ökosystem, das die nächste Generation von leistungsstarken Embedded- und Edge-Computing-Anwendungen maßgeblich prägen wird. Daher sollten alle neuen High-End-Designs auf COM-HPC basieren, unabhängig davon, ob es sich um dedizierte Edge-Server oder Edge-Clients handelt. Der Vorgängerstandard COM Express wird nur für bestehende Designs empfohlen, um Entwicklungs- und Produktionskosten zu sparen, wenn keine höhere Leistung erforderlich ist. Darüber hinaus bietet der kürzlich eingeführte COM-HPC-Mini-Standard einen hocheffizienten Migrationspfad für COM-Express-Compact-Designs, der zuvor nicht verfügbar war.
SMARC ist der stromsparende Formfaktor für Arm- und x86-Prozessoren, der sehr kompakte Designs mit kostengünstigen Edge-Card-Steckverbindern ermöglicht. Das abgebildete Kit ist ein NXP i.MX8 Plus-basiertes SMARC-Modul mit Halterung, Kühlkörper und Basler-Kammer.
Mit Abmessungen von 95 x 120 mm (11.400 mm²) war COM-HPC Size A, bisher der kleinste COM-HPC-Standard, immer noch fast 32 % größer als COM Express Compact mit 95 x 95 mm (9.025 mm²). Für die Migration bestehender COM-Express-Systeme auf COM-HPC ist die Grundfläche 25 mm zu groß. Da COM Express Compact der am weitesten verbreitete COM-Express-Formfaktor ist und derzeit nur High-End-Systeme den noch größeren COM Express Basic-Formfaktor nutzen, standen viele Entwickler vor erheblichen Herausforderungen, insbesondere hinsichtlich der Systemdesignabmessungen. Doch kleiner geht immer. Deshalb ist COM-HPC Mini mit 95 x 60 mm ein echter Meilenstein und eröffnet völlig neue Möglichkeiten, insbesondere für die zahlreichen ultrakompakten Systemdesigns.
Die COM-HPC Size D Servermodule von congatec mit Intel Xeon D-2700 Prozessoren bieten massive Edge-Server-Leistung mit bis zu 20 Kernen und sind auf gemischte unternehmenskritische Anwendungen mit konsolidierten Workloads ausgerichtet.
SMARC ist für energieeffiziente und kostengünstige Designs konzipiert
. Doch kann COM-HPC wirklich alle Anforderungen abdecken? Theoretisch ja. In der Praxis sieht es jedoch anders aus, da neben PICMG auch die SGET-Standards existieren, deren Fokus auf energieeffizienter Verarbeitung liegt. Unter den SGET-Standards wird SMARC in der Regel gegenüber Qseven bevorzugt, da der Stecker neuer ist, die Pinanzahl höher und die Bauform kleiner. Designs mit Kantenstecker, egal ob Qseven oder SMARC, sind jedoch stets günstiger als solche mit dem PICMG-Standard. Daher dürften Designs mit kleinem Formfaktor und energieeffizienten Prozessoren diesen Standard bevorzugen, und COM-HPC Mini wird dieses Marktsegment möglicherweise nicht vollständig durchdringen können. Dennoch eignet sich COM-HPC Mini besser für alle Anwendungen, die hohe Leistung in einem kleinen Formfaktor erfordern. Die Wahl des richtigen Formfaktors ist somit deutlich einfacher geworden. Komplizierter wird es erst bei der Entscheidung zwischen SMARC und COM-HPC Mini. Wenn das Zielgerät jedoch eher auf geringen Stromverbrauch oder niedrige Kosten als auf kompakte Höchstleistung ausgelegt ist, ist die Designentscheidung ebenfalls unkompliziert. Und was Standards angeht, steht fest: Die Embedded-Systems-Community wird weiterhin die gesamte Bandbreite verfügbarer Standards unterstützen. Daher eignen sich neue Designs gleichermaßen für COM-HPC oder SMARC.
Autor*: Christian Eder ist Produktmarketing-Direktor bei congatec
