COM-HPC 모듈

하이 엔드 에지 컴퓨팅은 COM-HPC의 서버 수준 컴퓨팅 성능을 요구합니다.

최신 COM-HPC 모듈은 첨단 컴퓨팅 응용 프로그램의 서버 수준 요구 사항을 충족합니다. 이 블로그에서는 무엇을, 어떻게, 왜, 시작하는지 살펴 봅니다.

4 차 산업 혁명 (인더스트리 4.0)은 현대 스마트 기술을 사용하여 전통적인 제조 및 산업 관행의 지속적인 자동화를 의미합니다. 산업 사물 인터넷 (IIoT)의 발전과 함께 인더스트리 4.0의 급속한 성장은 센서와 액추에이터에서 나오는 데이터의 폭발적인 증가를 가져 왔습니다. 

최근에는 인공 지능 (AI), 머신 러닝 (ML) 및 5G 애플리케이션과 같은 추가 기술 동인으로 인해 인더스트리 4.0 및 IIoT의 컴퓨팅 수요가 훨씬 더 가파르게 성장하기 시작했습니다. 

가장자리라는 용어는 인터넷이 현실 세계와 만나는 경계를 나타냅니다. 에지의 임베디드 시스템은 현재 컴퓨팅 성능 및 성능에 대한 요구 사항과 관련하여 기하 급수적으로 성장하고 있습니다. 지연 시간과 통신 비용을 모두 최소화하려면이 데이터를 소스에서 처리하여 실시간에 가까운 실행 가능한 정보를 제공해야합니다. 엣지 컴퓨팅이라는 용어는이를 수행하는 행위를 나타냅니다. 가장자리에서 처리

증가 된 계산 능력에 대한 요구를 넘어서 시스템 설계자와 최종 사용자는 시스템의 미래 보장을 원합니다. 여기에는 기존 공급 업체가 시장을 떠나는 경우 대체 공급 업체에 접근하는 것과 같은 많은 측면이 있습니다. 또한 향후 응용 프로그램의 요구 사항을 충족하기 위해 향상된 기능으로 시스템을 업그레이드 할 수있는 기능이 필요합니다. 

HPC (고성능 컴퓨팅) COM 및 에지 컴퓨팅 

일부 COM은 독점적이지만 다른 COM은 산업 표준을 기반으로합니다. 시스템 설계자와 시스템의 미래 보장을 원하는 최종 사용자의 경우 가장 좋은 방법은 많은 COM 공급 업체에서 지원하는 산업 표준을 사용하는 것입니다. 

1994 년에 설립되어 PICMG 탁월한 COM 표준기구입니다. 이것은 고성능 통신, 산업, 테스트 및 측정, 의료, 에지 및 범용 임베디드 컴퓨팅 애플리케이션을위한 개방형 표준을 공동으로 개발하는 기업 및 조직의 비영리 컨소시엄입니다. 

COM의 설계에는 초고속 신호 설계 및 분석, 전력 관리, 네트워킹 전문 지식, 열 관리, 기계 설계, 고 가용성 소프트웨어 및 포괄적 인 시스템 관리를 포함한 광범위한 기술 분야가 포함됩니다. 이러한 모든 분야는 140 개 이상의 회원사를 자랑하는 PICMG가 대표하며, 그중 ADLINK는 임원입니다. 

HPC는 "고성능 컴퓨팅"을 의미합니다. PICMG는 이제 새로운 COM-HPC 컴퓨터 온 모듈 사양 개발의 마지막 단계에 들어가고 있으며, 이는 산업용 에지 컴퓨팅 시장의 하이 엔드 요구 사항을 해결할 것입니다. 

기하 급수적으로 성장하는 엣지 컴퓨팅 시장은 더 높은 성능과 더 많은 시스템 메모리를 요구합니다. 하이 엔드 에지 시스템에 사용되는 임베디드 프로세서는 20 개 이상의 코어를 가질 수 있으며 다중 프로세싱 코어와 가상화의 조합은 일부 시스템에 256GB 이상의 메모리가 필요함을 의미합니다. 또 다른 고려 사항은 많은 응용 프로그램이 초당 100 기가비트 (Gbps)에 이르는 매우 높은 데이터 대역폭을 요구한다는 것입니다. COM-HPC 사양은 이러한 모든 고급 요구 사항을 해결합니다.  

COM-HPC의 시장 및 응용 프로그램  

COM-HPC 모듈은 고성능 및 / 또는 높은 메모리 및 / 또는 고속 인터페이스의 다양한 조합이 필요한 광범위한 시장 및 응용 분야의 요구를 해결합니다. 여기에는 자율 주행 차량, 로봇 공학, 무인 항공기 및 5G 통신 (스몰 셀, 기지국 및 인프라)이 포함되며 이에 국한되지 않습니다. 

그림 1 : 광범위한 시장 및 애플리케이션을 다루는 COM-HPC 모듈
그림 1 : COM-HPC 모듈은 광범위한 시장 및 응용 분야를 처리합니다. 

COM-HPC에는 여러 가지 큰 동인이 있으며 그 중 가장 중요한 것은 작업 통합입니다. 예를 들어, 예약 관리, 온보드 Wi-Fi 및 비디오 감시와 같은 작업을 처리하는 여러 IT 기반 서비스를 포함 할 수있는 오늘날의 열차를 고려하십시오. 이러한 서비스는 일반적으로 열차 전체에 흩어져있는 서로 다른 "상자"에있는 서로 다른 회사에서 제공합니다. 이러한 모든 작업을 단일 COM-HPC "박스"로 통합하면 각 작업이 자체 처리 코어의 자체 가상 머신에서 실행되고 수십 기가 바이트의 메모리에 액세스 할 수 있으므로 배포 및 유지 관리 비용과 리소스가 크게 줄어 듭니다. 

또 다른 주요 동인은 인공 지능입니다. 머지 않아 고정형 로봇, 이동형 로봇, 협업 로봇 또는 협동 로봇 (즉, 인간 동료와 긴밀하게 상호 작용하는 로봇)을 포함한 모든 로봇 장치에 정교한 AI 기능이 탑재 될 것입니다. 마찬가지로 운전, 비행 또는 떠 다니는 모든 것이 AI 부조종사를 갖거나 완전히 자율적으로 될 때까지 오래 걸리지 않을 것입니다. 역사적으로 인간이 지배 해 왔던 (예를 들어, 수술과 같은) 습득하기 어려운 기술조차 곧 AI에 의해 강화 될 것입니다. 

또 다른 드라이버는 혹독한 환경에 종종 배치되는 견고한 및 / 또는 특수 목적 통신 장치입니다. 예를 들면 5G 기지국, 패킷 검사 시스템 및 전면 실행 거래 시스템이 있습니다. 이들은 기성 솔루션을 사용할 수없고 COM-HPC 모듈이 이상적으로 적합한 모든 애플리케이션입니다. 

치수 및 고속 커넥터 

COM-HPC 사양은 현재 2 개의 서버 모듈과 3 개의 클라이언트 모듈 형태로 5 개의 다른 옵션을 정의합니다. 가장 큰 서버 모듈은 최대 512GB의 메모리를 지원하는 8 개의 온보드 DIMM 소켓을 제공합니다 (아래 이미지에서 수직 방향 소켓). 

그림 2 : 새로운 COM-HPC 모듈 크기
그림 2 : 새로운 COM-HPC 모듈 크기

DIMM 소켓 외에도 각 COM-HPC 모듈에는 두 개의 새로운 고속, 고밀도 400 핀 커넥터 (위 이미지에서 수평 방향 커넥터)가 장착되어 모듈 당 800 핀이됩니다. 

그림 3 : COM-HPC는 새로운 종류의 커넥터를 사용합니다.

COM-HPC 서버의 핀아웃 개요  

위에서 논의한 새로운 고속, 고밀도 COM-HPC 커넥터와 관련하여 눈에 띄는 몇 가지 사항이 있습니다. 예를 들어 전원 입력은 최대 358 와트의 전력을 제공 할 수있는 단일 12 볼트 공급 장치로, 20 개 이상의 코어, 512GB 메모리 및 기타 구성 요소가있는 고급 CPU를 구동하는 데 충분합니다. 

그림 4 : COM-HPC 서버 핀아웃

PCIe (GEN5) 인터페이스와 관련하여 총 64 개의 레인이 있으며, J1 커넥터에는 1x16 = 16 레인, J2 커넥터에는 3x16 = 48x 레인이 있습니다. 보드 관리 제어를 위해 J1 커넥터에 추가 1x PCIe 레인이 제공됩니다 (자세한 내용은 아래 참조). 또한 8x USB 2.0, 2x USB 3.X 및 2x USB 4.0이 있습니다. 1 개의 1GbE 및 8 개의 10GbE 커넥터와 함께. 

많은 고성능 시스템의 개발자는 COM-HPC 서버 모듈이 IPMB (Intelligent Platform Management Bus)와 IPMI (Intelligent Platform Management Interface)를 지원한다는 소식을 듣고 싶어 할 것입니다. 이들은 호스트 시스템의 CPU, 펌웨어 및 운영 체제와 독립적으로 관리 및 모니터링 기능을 제공하는 자율 컴퓨터 하위 시스템에 대한 일련의 컴퓨터 인터페이스 사양입니다. 

메모리를위한 가격-용량 스윗 스팟  

당연히 COM-HPC가 목표로하는 메모리를 많이 사용하는 시장에서 임베디드 시스템 설계자와 개발자의 주요 고려 사항은 메모리 비용입니다. 

DIMM 기술을 사용함으로써 COM-HPC 서버 유형은 가능한 총 메모리 용량을 확대 할뿐만 아니라 GB 당 최고의 가격을 제공합니다. 이 글을 쓰는 시점에서 가격 용량의 최적 지점은 32GB이며, 이는 사용자가 시장에서 가장 좋은 가격 용량으로 8x32GB = 256GB를 즐길 수 있음을 의미합니다. 

더 많은 메모리를 요구하는 애플리케이션의 경우 개발자는 8x64GB = 512GB를 사용하여이를 달성 할 수 있습니다. 이것은 현재 5% 가격 단점이 있지만 가격 용량에 대한 스윗 스팟은 멀지 않은 미래에 64GB로 마이그레이션 될 것으로 예상됩니다. 

정교한 원격 관리 기능 

많은 초기 COM 모듈은 EAPI라는 API (응용 프로그래밍 인터페이스)를 통해 제한된 형태의 관리 제어를 지원했습니다. 그러나 이는 일반적으로 워치 독, 디스플레이 밝기 및 백라이트 제어, 물류, EEPROM 스토리지 및 I2C / SMBus 제어와 같이 드라이버를 통해 추상화되지 않는 하위 수준의 임베디드 관리 기능에만 초점을 맞추 었습니다. 

EAPI는 클라이언트 및 서버 COM-HPC 모듈 모두에서 계속 지원됩니다. 또한 COM-HPC 서버 유형은 네트워크 중심 특성으로 인해 전체 IPMI 또는 오픈 소스 변형 인 Open BMC도 지원합니다. 

그림 5 : 일반적인 대역 외 관리 제어 시나리오 

모듈 형 폼 팩터와 결합 된 일반적인 IPMI 구현은 위의 다이어그램에 나와 있습니다. 이 그림은 단일 COM-HPC 모듈 만 반영하지만 캐리어의 단일 BMC로 여러 모듈을 제어 할 수 있습니다. 

미래는 당신이 생각하는 것보다 더 가깝습니다! 

에이디 링크는 PICMG 컨소시엄의 선두 멤버입니다. 그 일환으로 우리는 COM-HPC 표준을 정의하는 데 큰 역할을하고 있으며 COM-HPC 개발의 최전선에 서게 된 것을 영광으로 생각합니다. 

아래에 표시된 것처럼 개념 증명 COM-HPC 모듈은 크기 E (160mm x 200mm)이고 서버 유형 기능 세트가 있으며 다중 DIMM이있는 110W 플랫폼에서 최대 16 개의 컴퓨팅 코어를 제공합니다. 

개념 증명 COM-HPC 서버 모듈
그림 6 : 개념 증명 COM-HPC 서버 모듈

열을 외부 냉각 장치로 추출하기 위해 열 확산기가 모듈 상단에 장착되어 있는지 확인하십시오. 자체 개발을 원하는 기업 COM-HPC 모듈 및 캐리어 보드, 우리는 필요에 따라 설계 검증 또는 설계 서비스를 제공 할 수 있습니다. 여기 에이디 링크에서는 고객의 특정 요구 사항에 맞는 소프트웨어, 펌웨어 및 BIOS 적응 서비스도 제공 할 수 있습니다. 고객은 모든 주요 지역에 위치한 에이디 링크 지원 센터의 로컬 및 글로벌 네트워크를 활용할 수 있습니다. 

평생 제품 안정성과 결합 된 최고 수준의 생산 및 제조 물류로 뒷받침되는 당사의 COM-HPC 솔루션은 장기적인 가용성을 제공합니다. 확장 된 온도 작동, 기계적 견고성 및 HALT (고가 속 수명 테스트)의 조합은 에이디 링크의 COM-HPC 솔루션이 높은 신뢰성을 제공함을 의미합니다. 또한 특정 고객 애플리케이션에 대한 하드웨어 및 펌웨어 사용자 정의 서비스를 제공 할 수 있다는 것은 에이디 링크의 COM-HPC 솔루션이 높은 수준의 유연성을 제공한다는 것을 의미합니다. 

COM-HPC 서버 모듈은 곧 우리의 삶을 개선하기 위해 설계된 방대한 애플리케이션을 수행하기 위해 무수히 많은 위치와 환경에 나타날 것이며, 에이디 링크는이 흥미로운 기술의 선두에 계속있을 것입니다. 

ADLINK COM-HPC 모듈에 대한 자세한 내용은 다음을 방문하십시오. https://www.adlinktech.com/en/COM-HPC 

저자 : Alex Wang
저자 : Alex Wang

 제품 관리자, 임베디드 플랫폼 및 모듈