COM-HPC è il nuovo standard COM ad alte prestazioni per la progettazione modulare di server e client edge. Il formato più piccolo, Mini, è poco più grande di una carta di credito.

Ripensando agli ultimi due decenni, agli albori dei moduli COM esisteva un'ampia varietà di opzioni. Inizialmente, molti produttori cercarono di affermare il proprio concetto sul mercato e di distinguersi differenziando il fattore di forma. Tuttavia, procedere da soli era difficile in un mercato ancora giovane e caratterizzato da molti piccoli attori. I clienti richiedevano standard uniformi per una maggiore affidabilità progettuale e per consentire il provisioning secondario. Ciò portò inizialmente alla formazione di piccole alleanze e consorzi per definire fattori di forma individuali come DIMM-PC o ETX. Ma per ottenere la piena accettazione da parte degli utenti, questi sforzi culminarono nello sviluppo di standard indipendenti, ora gestiti dagli enti di standardizzazione PICMG e SGET. Questo ha semplificato notevolmente la scelta di uno standard adeguato.

Ampia scelta.
Tuttavia, grazie ai progressi tecnologici, esiste ancora una vasta gamma di standard di fattore di forma. Se ci limitiamo ai sistemi client con supporto grafico integrato, l'offerta spazia da Qseven, µQseven e SMARC a COM Express Basic, Compact e Mini di tipo 6, nonché COM Express Basic, Compact e COM-HPC in formato Mini, taglie A, B e C. Inoltre, sono disponibili COM Express di tipo 7 e COM-HPC in formato D ed E come sistemi headless per architetture embedded e server edge.
Pertanto, gli sviluppatori oggi hanno a disposizione diverse opzioni se desiderano utilizzare un modulo plug-in COM pronto all'uso nei loro sistemi dedicati.

Processori Intel Core di tredicesima generazione: disponibili presso congatec nelle versioni COM Express Compact e COM-HPC Client Size C, A e Mini (da sinistra)... 

Sebbene il termine SOM (System-on-Modules) sia comunemente usato nel mondo dei processori Arm, tutti questi termini si riferiscono allo stesso principio: il componente di elaborazione centrale viene presentato come un componente avviabile con supporto software completo per tutte le interfacce specificate nello standard. Con le apposite schede di valutazione, gli sviluppatori possono implementare immediatamente la propria applicazione, mentre la scheda madre dedicata e la sua integrazione nel sistema vengono sviluppate in parallelo. Questo è più semplice rispetto a una progettazione completamente personalizzata, poiché le linee guida di progettazione degli standard offrono molti suggerimenti utili ed è disponibile un ricco ecosistema di IP e componenti COTS (Commercial Off-The-Shelf).

COM-HPC dominerà le applicazioni ad alte prestazioni.
Tuttavia, l'attuale dilemma tra le varie opzioni è limitato. Il nuovo standard COM-HPC del PICMG definisce un ecosistema estremamente ampio che dominerà completamente la prossima generazione di applicazioni embedded e edge computing ad alte prestazioni. Pertanto, tutti i nuovi progetti di fascia alta dovrebbero essere basati su COM-HPC, indipendentemente dal fatto che si tratti di server edge dedicati ad alte prestazioni o di client edge. Come standard predecessore, COM Express è consigliato solo per i progetti esistenti al fine di risparmiare sugli investimenti NRE quando non sono richieste prestazioni superiori. Inoltre, il recente standard COM-HPC Mini offre un percorso di migrazione altamente efficiente per i progetti COM Express Compact, precedentemente non disponibile.

SMARC è il formato a basso consumo per processori Arm e x86 che consente di realizzare progetti molto compatti con connettori edge a basso costo. Il kit mostrato nell'immagine è un modulo SMARC basato su NXP i.MX8 Plus completo di staffa, dissipatore di calore e camera Basler.

Con dimensioni di 95x120 mm (11.400 mm²), COM-HPC Size A rappresentava fino ad ora lo standard COM-HPC più piccolo, risultando comunque quasi il 32% più grande di COM Express Compact, che misura 95x95 mm (9.025 mm²). In termini di ingombro, era 25 mm troppo largo per consentire la migrazione di progetti COM Express esistenti a COM-HPC. Poiché COM Express Compact è il formato COM Express più diffuso e solo i sistemi di fascia alta utilizzano attualmente il formato COM Express Basic, ancora più grande, molti sviluppatori si sono trovati ad affrontare notevoli difficoltà, anche solo in termini di dimensioni di progettazione del sistema. Ma il formato più piccolo è sempre la soluzione ideale. Ecco perché COM-HPC Mini, con le sue dimensioni di 95x60 mm, rappresenta una vera rivoluzione, aprendo possibilità completamente nuove, in particolare per i numerosi progetti di sistemi ultracompatti.

I moduli server COM-HPC di taglia D di congatec, dotati di processori Intel Xeon D-2700, offrono prestazioni server edge eccezionali con un massimo di 20 core e sono ideali per applicazioni mission-critical miste con carichi di lavoro consolidati.

SMARC è destinato a progetti a basso consumo e a basso costo
. Ma COM-HPC può davvero essere onnicomprensivo? In teoria, la risposta è sì. La realtà, però, è diversa, perché oltre a PICMG, esistono anche gli standard SGET, il cui obiettivo principale è l'elaborazione a basso consumo. Tra gli standard SGET, SMARC è generalmente preferito a Qseven perché il connettore è più recente, il numero di pin è maggiore e il fattore di forma è più piccolo. Tuttavia, i progetti che utilizzano il connettore edge, sia Qseven che SMARC, sono invariabilmente meno costosi di quelli che utilizzano lo standard PICMG. Pertanto, ci si aspetta che i progetti con fattore di forma ridotto e processori a basso consumo privilegino questo standard, e COM-HPC Mini potrebbe non essere in grado di penetrare completamente questo segmento di mercato. Ciononostante, qualsiasi applicazione che richieda alte prestazioni in un fattore di forma ridotto sarà più adatta a COM-HPC Mini. Di conseguenza, la scelta del fattore di forma giusto è ora molto più semplice. È solo quando si tratta di scegliere tra SMARC e COM-HPC Mini che le cose si complicano. Tuttavia, nei casi in cui il dispositivo di destinazione richieda un design a basso consumo energetico o a basso costo, piuttosto che prestazioni elevate e compatte, la decisione progettuale è altrettanto semplice. E per quanto riguarda gli standard, una cosa è certa: la comunità dei sistemi embedded continuerà a supportare l'intera gamma di standard disponibili. Pertanto, i nuovi progetti si prestano bene sia a COM-HPC che a SMARC.

Autore*: Christian Eder è Direttore Marketing di Prodotto presso congatec