모듈의 진화

세상은 점점더 연결되고 기술에 대한 의존도가 높아지고 있습니다. 인공 지능(AI) 및 사물 인터넷(IoT) 시스템은 기업에 실시간 데이터 공유와 분석, 자동화, 그리고 조직 전반의 효율성, 생산성, 경쟁력 향상과 같은 다양한 이점을 제공합니다. 그리고 이러한 모든 발전은 작지만 중요한 컴퓨터 온 모듈에 달려 있습니다..

컴퓨터 온 모듈은 시스템이 작동하도록 컴퓨팅 성능, 메모리 등을 제공하는 것 뿐만 아니라, AI 및 IoT 시스템 개발에서도 중추적인 역할을 합니다. 복잡한 시스템을 구축하려면 시간과 투자가 필요합니다. 특히 처음부터 구축하려는 경우에는 더욱 그렇습니다.

모듈은 시간과 비용을 절약하고 시스템을 더 빨리 시장에 출시할 수 있도록 하는 사전 인증된 빌딩 블록을 개발자에게 제공합니다. 또한 개발자는 기본 하드웨어 인프라를 재설계할 필요 없이 프로젝트 전체에 집중할 수 있습니다.

컴퓨터 모듈 진화의 타임라인

오늘날에는 다양한 환경의 다양한 애플리케이션에 적합한 다양한 컴퓨터 온 모듈을 사용할 수 있습니다. 그러나 항상 그런 것은 아닙니다. 이 타임라인은 업계 요구 사항을 충족하고 거의 모든 위치에서 고급 컴퓨팅을 가능하게 하기 위해 모듈이 어떻게 발전해 왔는지 보여줍니다.

2000년 이전: PC/104

1987년 Ampro(현재 ADLINK)는 PC/104™를 고안했습니다. 이 이름은 ISA(Instruction Set Architecture) 또는 PC/AT(Personal Computer Advanced Technology) 버스와 커넥터의 104개 핀, 1992년 PC/104 컨소시엄 표준화 PC/104를 반영합니다. 이 모듈의 아키텍처는 진화를 주도했습니다. ISA에서 PCI로, 10Mbit에서 100Mbit 이더넷으로, 동적 랜덤 액세스 메모리에서 동기식 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM에서 SDRAM으로) 및 486에서 펜티엄으로.

2000년대 초반: EXT 및 COM Express

새로운 세기는 ETX 및 COM Express 모듈을 포함한 혁신을 주도했습니다.

2000년에 JUMPtec(현 Kontron)은 고집적 및 컴팩트(3.7 x 4.9인치, 95 x 125mm) COM(Computer-on-Module)인 Embedded Technology eXtended(EXT)를 출시했습니다. ETX COM은 코어 CPU와 메모리, 그리고 직렬, 병렬, USB, 오디오, 그래픽 및 이더넷과 같은 다양한 I/O 옵션을 통합합니다. EXT는 모든 I/O 신호와 ISA 및 PCI 버스 구현을 모듈에 있는 4개의 고밀도 로우 프로파일 커넥터에 매핑합니다.

2006년 4월 에이디링크, Kontron, Advantech, MSC Vertriebs GmbH를 포함한 ETX 산업 그룹의 구성원은 ETX 3.0을 출시했습니다. 이 세대의 주요 차이점은 SATA 포트가 추가되었다는 점 입니다. 또한 PCI에서 PCIe로, 와트당 더 높은 성능, DVI, HDMI 및 DisplayPort를 포함한 새로운 디스플레이 인터페이스, SDRAM에서 DDR로, 대역폭 요구 사항 증가로 발전했습니다.

2000년대에는, 2003년에 에이디링크, Kontron, Advantech 에 의해 COM Express가 도입되었고, 이는 2005년 PCIMG 컨소시엄에서 표준화 되었습니다. 여러 COM Express 변화가 있었습니다. 2010년 COM Express Rev. 2에는 eAPI가 포함되었고, 2012년에는 Rev 2.1이, 2013년에는 Rev. 2 캐리어 보드 설계 가이드가 포함되었습니다. 2017년에 출시된 COM Express Rev. 3은 인터페이스를 추가하고 PCI Express 레인을 32개로 늘렸습니다. 2018년 COM Express는 숏폼 사양과 러기드 COM Express를 추가했습니다.

솔루션 개발자는 집적 회로 부품과 매우 유사한 이 고집적 및 컴팩트 컴퓨터 온 모듈 폼 팩터를 사용할 수 있습니다. COM Express는 코어 CPU와 메모리를 통합하고 공통 I/O 신호를 모듈의 2개의 고밀도, 로우 프로파일 커넥터에 매핑합니다.

2010년대: QSeven 및 SMARC

IT 산업은 또한 2000년대에 분산형, 무선 및 배터리 구동 장치로의 패러다임 전환을 경험하며, 기업이 IoT 시스템 및 기타 솔루션 구축을 통해 데이터를 더 빠르게 처리하고 더 효율적으로 운영할 수 있도록 했습니다. 또한 업계는 강력해진 정부 지원 그린 에너지 규정을 준수하기 위해, Arm 프로세서와 관련된 독점 표준, Arm 및 저전력 SoC(시스템 온칩)에 대해 잘 정의된 폼 팩터를 준수해야 하는 과제에 직면했습니다.

이러한 변화와 도전에 대응하여 Qseven®과 SMARC™라는 두 가지 새로운 유형의 컴퓨터 온 모듈이 등장했습니다.

2012년에 소개된 Qseven 모듈은 Arm 프로세서 및 AMD G 시리즈 APU를 기반으로 하며 컴팩트한 크기(70 x 70mm), 로우 프로파일, 비용 효율성 및 PCIe, SATA, Gbit, 이더넷 및 USB 3.0을 포함한 고속 인터페이스에 대한 액세스가 특징입니다. 비용 절감의 핵심 중 하나는 모듈을 캐리어 보드에 연결하는 MXM 커넥터와 높은 습도, 극한 온도 또는 기타 까다로운 환경에서도 안정적으로 작동하는 신뢰성입니다.

또한 2012년 에이디링크와 Kontron은 SMARC(Smart Mobility ARChitecture) 를 소개했으며 2013년 SGeT Consortium에 의해 표준화되었습니다. 최초이자 진정한 글로벌 정의 Arm 및 SOC 폼 팩터로 간주되는 이 제품은 모바일 애플리케이션을 위한 차세대 초저전력 CPU 아키텍처를 지원합니다. 하나의 314핀 MXM3 SMT 엣지 커넥터만 사용하여 모든 전원 및 신호 레인을 캐리어 보드에 연결합니다.

2016년에 도입된 SMARC 2.0은 특히 IoT 애플리케이션에서 Qseven과 COM Express 사이의 격차를 해소하여, Qseven보다 더 많은 인터페이스를 제공하고 COM Express가 제공하지 않는 저전력 프로세서를 지원합니다.

2020년대로 진입과 COM-HPC

변화하는 요구 사항은 솔루션 개발자가 더 많은 임베디드 솔루션, 엣지 서버를 위한 더 많은 인터페이스, 고속 성능을 필요로 한다는 것을 의미했습니다. 모듈 진화는 COM-HPC®의 도입으로 계속되었습니다. 이 모듈은 코어 CPU, 메모리 및 I/O(USB 최대 4.0, 오디오, PCIe 최대 5.0 포함)를 통합합니다. 두 가지 COM-HPC 컴퓨터 온 모듈을 사용하여 다양한 요구 사항을 해결할 수 있습니다.

  • 고정 또는 넓은 범위 입력 전압의 클라이언트 모듈
  • 고정 입력 전압의 서버 모듈

오늘날의 AI-온-모듈 및 I-Pi 개발 키트

오늘도 혁신은 계속됩니다. 에이디링크는 2021년 엣지 AI 애플리케이션을 위한 NXP의 i.MX 8M Plus SoC 를 사용하는 첫번째 SMARC rev. 2.1 AI-온-모듈(AIoM) 을 출시했습니다. 여기에는 LVDS/DSI/HDMI 그래픽 출력, 듀얼 CAN 버스/USB 2.0/USB 3.0, 듀얼 GbE 포트 및 I2S 오디오 인터페이스가 포합됩니다. 견고한 디자인으로 열악한 환경에서 사용하기에 적합하며 MobileNet SSD, DeepSpeech v1 및 세분화 네트워크와 같은 모델을 지원하는 머신 러닝 소프트웨어가 포함되어 있습니다. 엣지에서 인텔리전스를 처리하면 클라우드에 대한 종속성이 없어지고 규정 준수, 보안 또는 개인 정보 보호를 위해 비즈니스 네트워크 내에 데이터가 보관됩니다.

또한, 에이디링크의 I-Pi 개발 키트 는 최고의 모든 모듈 하드웨어 및 소프트웨어 조합으로 더 빠른 프로토타이핑 및 산업용 애플리케이션 개발을 가능하게 합니다. 엔지니어는 일반적으로 IoT 애플리케이션에서 사용하는 Arduino 및 Raspberry Pi를 사용할 수도 있지만, I-Pi 개발 키트는 프로토타입을 있는 그대로 산업용 애플리케이션에서 사용할 수 있습니다. I-Pi 개발 키트는 또한 하드웨어 노후화를 방지하여 배포 후 몇 년 또는 수십 년 후에 모듈을 새 버전으로 교체할 수 있습니다. 또한 PICMG COM-HPC, COM Express 및 SGET SMARC와 같은 산업 표준과 역호환되며 I-Pi 사이트는 온라인으로도 지원합니다.

모듈 진화의 방향

솔루션 개발자는 모듈 진화가 끝나지 않았음을 확신할 수 있습니다. 디지털 세계가 더욱 지능화 및 자동화됨에 따라 컴퓨팅 집약적 워크로드에 대한 요구를 충족하는 COM-HPC Ampere Altra 와 같은 다양한 프로세서 시스템 온칩을 위해 반도체 IP 코어를 사용하는 Arm 기반 SOC와 같은 새로운 옵션이 등장하고 있습니다.

물론 COM-HPC, COM Express, SMARC, Qseven 또는 기타 모듈이 여러분의 애플리케이션에 가장 적합한 선택일 수 있으며, 에이디링크는 이 모든 것을 제공합니다. 자세한 내용은 컴퓨터 온 모듈 페이지를 방문하여 확인하시기 바랍니다.

앙리 파르멘티에 (Henri Parmentier)
앙리 파르멘티에 (Henri Parmentier)

에이디링크 테크놀로지의 EPM-Modules 제품 센터 시니어 매니저

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