Neuer Embedded-Computing-Standard COM HPC – Serverpower auf Modulgröße

Computer-On-Modules für Embedded Industrial Server Class Computing als Basis für Anwendungen mit KI, 5G und autonomen Fahrzeugen – erste Module und Boards für Anfang 2020 erwartet.

Peter Müller, Vice President Product Center Boards & Modules bei Kontron, einem weltweit führenden Anbieter von IoT/Embedded Computer Technologie (ECT), kommentiert die Hintergründe zur Entwicklung des neuen Computer-On-Module-Standards COM HPC:

"Das Datenwachstum ist unaufhaltsam und der kommende Mobilfunkstandard 5G wird es noch beschleunigen. Experten erwarten neue digitale Geschäftsmodelle, die erst durch die hohen Datenübertragungsraten des kommenden 5G-Standards denkbar werden.

Anwendungen wie künstliche Intelligenz kommen mit enormem Datenhunger und erfordern die blitzschnelle, algorithmenbasierte Auswertung von riesigen Datenbeständen. IoT-Devices, Sensoren und Aktoren, von denen stündlich mehr ins Internet gehen, produzieren ungeheure Datenmengen beispielsweise aus autonomen Fahrzeugen.

Dabei müssen in Sekundenbruchteilen hunderte von Signalen verarbeitet werden. Viele dieser Szenarien spielen sich nicht mehr im geschützten Hochleistungsrechenzentrum oder in der Cloud ab, sondern nahe am Entstehungsort der Daten: am Mobilfunkmasten, an der Fertigungsstraße, in der Lagerhalle, an der Prozessanlage oder in autonomen Fahrzeugen, um nur einige aufzuzählen.

Dort, wo bisher schon Embedded Industrial Computer zuverlässig und langlebig ihren Dienst versahen, wird nun ein Vielfaches an Leistungsfähigkeit und Datendurchsatz benötigt.

Das erfordert auch neue Konzepte für Embedded Computer: Um mit dem hohen Datenaufkommen und der erforderlichen Rechenleistung zur Bearbeitung dieser Daten zurechtzukommen, reichen bestehende Standards zukünftig nicht mehr aus.

COM Express^®, der erfolgreiche und weltweit führende Standard für Computer-On-Modules seit 2005, bietet bereits eine höhere Bandbreite mit dem im Jahr 2016 veröffentlichten Type 7, stößt jedoch für zukünftige High-Performance-Anwendungen an seine Grenzen. Für weniger leistungshungrige Anwendungen wird COM Express^® weiterleben.

Führende Hersteller der Branche wie Kontron haben im Standardisierungsgremium PICMG eine neue Working Group gegründet, um den COM-Standard zukunftsfähig zu machen. Computer-On-Module High Performance Computing, abgekürzt COM HPC (bisheriger Arbeitstitel COM HD), wird den vorhandenen COM Express^® Standard nach oben ergänzen.

COM HPC wird High-End-Server-Prozessoren und bis zu 8 SODIMMS für Speicher unterstützen und eine Verlustleistung vermutlich bis 125 Watt erlauben, wo bisher mit COM Express^® bei 60 Watt Schluss war. Der neue PCI Express^® 4.0 Standard wird ebenfalls unterstützt, aber auch der kommende 5.0 Standard, der von COM Express^® nicht mehr bedient werden kann, weshalb COM HPC mit einem neuen Stecker-Layout kommt, welches auch 64 PCIe Lanes unterstützen wird.

Auch für zukünftige schnelle Verbindungen über USB 3.2 und Netzwerkstandards wie 100 Gigabit-Ethernet ist COM HPC gerüstet.

Dazu wird COM HPC zwei neue Hochgeschwindigkeitsstecker mit mindestens 4 × 100 Pins verwenden – in Summe also 800+ Pins. Basis wird zwar Samtecs ADF6/ADM6-Serie sein, allerdings sollen die Reihenabstände noch vergrößert werden und das Endergebnis auch für andere Hersteller nutzbar sein – Single-Source will man hier ganz bewusst vermeiden.

Die Zielgruppe für die neuen COM HPC Module ist ganz klar der Factory Floor und andere Einsatzbereiche mit rauhen Umgebungsbedingungen. Hier stehen industrielle Szenarien im Vordergrund, bei denen die Module und Carrier-Boards 'einiges aushalten müssen'.

Im Gegensatz zu klassischen IT-Servern, die für den Gebrauch im geschützten Rechenzentrum oder Serverraum entwickelt wurden, sind Boards auf Basis von COM HPC auch für rauhe Industrieumgebungen ausgelegt, bieten dort dann aber die Leistungsfähigkeit und Flexibilität typischer IT-Server.

Kontron erwartet, dass es Industrial Embedded Server auf Basis von COM HPC in zwei Ausprägungen geben wird: eine leistungsstarke Variante mit Grafik, wie sie von COM Express^® bekannt ist, und eine Variante ohne Grafik mit deutlich mehr Daten-Lanes für anspruchsvolle Serverkonzepte.

Kontron wird bis Anfang 2020 auf Basis des COM HPC Standards leistungsfähige Server-Class-Module in das Konzept 'From Edge to Fog to Cloud' ergänzen, zum Beispiel, um die enorme Datenflut, die von Edge Gateways kommt, in Edge Servern zu bewältigen; als Teil einer Embedded Cloud, um KI-Auswertungen nahe an der Datenquelle vornehmen zu können oder um Daten blitzschnell zu filtern, bevor sie in das Rechenzentrum oder eine Public oder Private Cloud weitergeleitet werden.

Bei COM HPC arbeitet Kontron mit anderen führenden Herstellern daran, bisher nur von IT-Servern bekannte Leistungsfähigkeit und Flexibilität in das Intelligent Edge zu bringen. Sie werden damit die Basis für digitale Anwendungen nahe an den Ursprung der Daten bilden, unabhängig davon, wie anspruchsvoll die Umgebungsbedingungen sind: 'Servers go embedded and rugged.'"

www.kontron.com

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