Kontron:neuer Embedded Computing Standard COM HPC

Peter Müller, Vice President Product Center Boards &Modules bei Kontron kommentiert die Hintergründe zur Entwicklung des neuen Computer-On-Module-Standards COM HPC:

„Das Datenwachstum ist nicht aufzuhalten und der kommende 5G-Funkstandard wird es beschleunigen. Experten erwarten neue digitale Geschäftsmodelle, die erst aufgrund der hohen Datenübertragungsraten des kommenden 5G-Standards denkbar sind. Anwendungen wie Künstliche Intelligenz bringen einen enormen Datenhunger mit sich und erfordern die blitzschnelle, algorithmusbasierte Auswertung der riesigen Datenmengen. IoT-Geräte, Sensoren und Aktoren, von denen stündlich mehr mit dem Internet verbunden sind, produzieren weiterhin enorme Datenmengen beispielsweise von autonomen Fahrzeugen. Hunderte von Signalen müssen in Sekundenbruchteilen verarbeitet werden. Viele dieser Szenarien spielen sich nicht mehr in einem geschützten Hochleistungsrechenzentrum oder in der Cloud ab, sondern nahe am Entstehungsort der Daten:an Mobilfunkmasten, an Fertigungsstraßen, in Lagerhallen, in Verarbeitungsbetrieben oder in autonomen Fahrzeugen, um nur einige zu nennen nur ein paar. Wo früher eingebettete Industriecomputer einen zuverlässigen und langlebigen Dienst leisteten, wird jetzt ein Vielfaches an Leistung und Datendurchsatz benötigt.

Dies erfordert auch neue Konzepte für Embedded Computer:Bestehende Standards werden nicht mehr ausreichen, um das hohe Datenvolumen und die erforderliche Rechenleistung zur Verarbeitung dieser Daten zu bewältigen. COM Express, seit 2005 erfolgreicher und weltweit führender Standard für Computer-on-Modules, bietet mit dem 2016 veröffentlichten Typ 7 bereits eine höhere Bandbreite, stößt aber für zukünftige Hochleistungsanwendungen an seine Grenzen. Für weniger leistungshungrige Anwendungen wird COM Express weiterleben.

Führende Hersteller der Branche wie Kontron haben im PICMG-Standardisierungsgremium eine neue Arbeitsgruppe eingerichtet, um den COM-Standard fit für die Zukunft zu machen. Computer-On-Modules High Performance Computing, abgekürzt COM HPC (früher bekannt als COM HD), wird ein Upgrade des bestehenden COM Express®-Standards sein.

COM HPC wird High-End-Server-Prozessoren und bis zu 8 SODIMMS für Speicher unterstützen und voraussichtlich eine Verlustleistung von bis zu 125 Watt ermöglichen, wo bisher COM Express® mit 60 Watt die einzige Option war. Auch der neue PCI Express® 4.0-Standard wird 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 ausgeliefert wird, das auch 64 PCIe-Lanes unterstützen wird. COM HPC ist auch für zukünftige schnelle Verbindungen über USB 3.2 und Netzwerkstandards wie 100 Gigabit Ethernet gerüstet.

COM HPC wird zwei neue Highspeed-Steckverbinder mit mindestens 4 × 100 Pins verwenden – insgesamt über 800 Pins. Basis wird die ADF6/ADM6-Serie von Samtec sein, jedoch wird der Reihenabstand vergrößert und das Endergebnis auch für andere Hersteller nutzbar – Single Source wird hier bewusst vermieden.

Die Zielgruppe der neuen COM HPC-Module ist ganz klar die Fabrikhalle und andere Anwendungen mit rauen Umgebungsbedingungen. Der Fokus liegt dabei auf Industrieszenarien, in denen die Module und Carrierboards „viel aushalten“ müssen. Im Gegensatz zu klassischen IT-Servern, die für den Einsatz in einem geschützten Rechenzentrum oder Serverraum entwickelt wurden, sind COM HPC-basierte Boards auch für raue Industrieumgebungen ausgelegt und bieten dort die Leistung und Flexibilität typischer IT-Server. Kontron erwartet, dass es Industrial Embedded Server auf Basis von COM HPC in zwei Versionen geben wird:eine leistungsfähige Version mit Grafik, wie man sie von COM Express® kennt, und eine Version ohne Grafik mit deutlich mehr Datenspuren für anspruchsvolle Serverkonzepte.

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

Bei COM HPC arbeitet Kontron mit anderen führenden Herstellern zusammen, um Leistung und Flexibilität in den Intelligent Edge zu bringen, der bisher nur von IT-Servern verfügbar war. Damit bilden sie die Basis für digitale Anwendungen nah am Ursprung der Daten, egal wie anspruchsvoll die Umgebungsbedingungen sind:„Server werden embedded und robust.“