新的 COM Express Type 7 規(guī)范定義了支持多個 10 GbE 連接的高端服務(wù)器模塊。這些模塊簡化并優(yōu)化了惡劣環(huán)境中基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備的設(shè)計，特別是在這些應(yīng)用的特定尺寸、重量和功率限制方面。作為 COM Express 生態(tài)系統(tǒng)的一部分，嵌入式設(shè)計和制造供應(yīng)商通過用于專用載板的應(yīng)用就緒構(gòu)建塊以及快速原型設(shè)計服務(wù)來補充這一新標(biāo)準(zhǔn)。

許多堅固的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Φ脱舆t、高帶寬網(wǎng)絡(luò)和支持 10 GbE 的設(shè)備的需求不斷增加：

移動廣播設(shè)備需要處理不斷提高的視頻和聲音分辨率

移動數(shù)據(jù)中心需要以最高數(shù)據(jù)速率管理多個移動客戶端

5G 電信網(wǎng)絡(luò)中的小蜂窩也有類似的任務(wù)

閉路電視視頻監(jiān)控應(yīng)用需要支持人臉識別和運動跟蹤

機器人技術(shù)通過視頻識別和深度學(xué)習(xí)實現(xiàn)協(xié)作

通過分析來自各種高分辨率來源的數(shù)據(jù)，車輛變得自主

高端雷達、聲納、紅外和視頻傳感器還在許多其他態(tài)勢感知應(yīng)用中產(chǎn)生大量有效載荷，包括幾乎所有現(xiàn)代防御設(shè)備

所有這些系統(tǒng)都必須能夠處理多處理器負載——有時甚至跨多個主機和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，將標(biāo)準(zhǔn)從以前的 1 GbE 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提高到現(xiàn)在的 10 GbE，并且都具有實時功能。標(biāo)準(zhǔn)的 19 英寸機架服務(wù)器對于這些應(yīng)用程序來說太大、太重且太耗電。用于這些領(lǐng)域的 OEM 設(shè)備還需要更加堅固耐用，以承受惡劣的環(huán)境條件，包括 EMI、沖擊和振動、極端溫度和波動以及高濕度。它還需要專用于應(yīng)用程序。這意味著需要完美定制的形狀和功能集。系統(tǒng)必須去掉所有不必要的組件并避免額外的外部適配器或轉(zhuǎn)換器，

適用于專用服務(wù)器的應(yīng)用就緒超級組件

為了滿足這些需求，PICMG 為服務(wù)器模塊建立了新的 COM Express Type 7 規(guī)范?；谶@一新標(biāo)準(zhǔn)的定制耐用型服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（包括耐用型云、邊緣和霧服務(wù)器）的模塊可實現(xiàn)高度靈活的設(shè)計，并使個性化設(shè)計的定制耗時大大減少，因為它們提供了一個應(yīng)用就緒的計算核心獨立于供應(yīng)商的標(biāo)準(zhǔn)化外形尺寸。通過利用 COM Express Type 7服務(wù)器模塊s，工程師還可以通過簡單的模塊更換，立即使用最新的處理器技術(shù)升級他們的設(shè)計。接口的定制在模塊的載板上執(zhí)行。誠然，在大多數(shù)情況下，這需要具有相應(yīng) NRE 成本的定制特定載板。但是，這樣的 PCB 設(shè)計遠沒有構(gòu)建一個完全定制的服務(wù)器主板復(fù)雜，該主板具有作為現(xiàn)成服務(wù)的模塊附帶的所有必需的邏輯實現(xiàn)。

服務(wù)器模塊提供的邏輯是廣泛的。請記住，盡管處理器供應(yīng)商通過其半導(dǎo)體提供了一套全面的服務(wù)器級遠程管理功能，但載板上通常還需要專用的板管理控制器 （BMC），例如支持帶外遠程管理。對于大多數(shù) OEM 來說，花費大量精力從其他半導(dǎo)體組件額外收集 IP 以集成帶外管理功能（例如 IPMI、MCTP 或特定應(yīng)用所需的任何協(xié)議）是不合理的。

此外，實施遠程管理并不是 OEM 面臨的唯一任務(wù)。他們還需要構(gòu)建完整的、完美定制的電路板支持包，包括在電路板控制器上管理標(biāo)準(zhǔn)化 API 的能力，以便應(yīng)用程序可以最有效地從一個硬件平臺擴展到下一代。因此，任何需要專用功能集來優(yōu)化尺寸、重量、功率和成本（又名 SWAP-C）需求的高端耐用型服務(wù)器和 10 GbE 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都最好配備應(yīng)用就緒的超級組件，例如服務(wù)器端模塊，這是工業(yè)級 OEM 定制設(shè)計的理想起點。

載板成為設(shè)計挑戰(zhàn)

但只是擁有這樣的服務(wù)器模塊這還不夠，因為大多數(shù) 10 GbE 基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)備供應(yīng)商不希望與硬件定制所需的載板設(shè)計有任何關(guān)系。他們必須處理更具挑戰(zhàn)性的工程任務(wù)，以管理這個高端耐用計算領(lǐng)域不斷增長的需求。因此，他們希望在硬件上花費盡可能少的時間，而是專注于客戶解決方案。在大多數(shù)情況下，他們正在尋找能夠提供專用載板和系統(tǒng)設(shè)計的平臺供應(yīng)商，并且需要盡可能少的額外設(shè)計工作。這種方法背后的原因不僅是為了節(jié)省 NRE 成本。它還受到對設(shè)計安全性需求增加的影響，因為供應(yīng)商可以提供更多現(xiàn)成的應(yīng)用程序構(gòu)建塊，

因此，如果幾乎所有必需的構(gòu)建塊都已經(jīng)在現(xiàn)場運行，那么為服務(wù)器模塊提供嵌入式設(shè)計和制造服務(wù)的公司就最具說服力。設(shè)計考慮的早期階段的一個關(guān)鍵參考點是用于 COM Express Type 7 的評估載板的可用性或準(zhǔn)備好現(xiàn)場部署的現(xiàn)成可用載板。

一個例子是 Connect Tech 的 COM Express Type 7 載板（圖 1-5），它支持擴展的溫度范圍（-40°C 至 +85°C），包括來自 SFP+ 模塊的 2 個 10G 以太網(wǎng)、2 個 GbE 端口、M .2 NVMe 存儲、4 個 USB 3.0、全尺寸和半尺寸 Mini PCIe 擴展槽、8 個 3.3V 緩沖 GPIO 以及通過 Micro USB 的控制臺連接。這樣的設(shè)計是應(yīng)用就緒的，可以訂購現(xiàn)成的，例如，配備最新的基于英特爾至強 D 處理器的高端服務(wù)器模塊，或配備基于 Atom C3000 處理器系列的模塊。 該平臺在嵌入式服務(wù)器領(lǐng)域具有高度創(chuàng)新性，為最小的堅固服務(wù)器設(shè)計樹立了新的標(biāo)桿。該平臺的尺寸僅為 125 毫米 x 95 毫米，尺寸與服務(wù)器模塊。這使得構(gòu)建一個成熟的堅固服務(wù)器成為可能，包括比兩個堆疊的 3.5 英寸硬盤驅(qū)動器還小的冷卻解決方案。如此高密度的封裝幾乎可以裝在任何地方。要了解這是多么令人印象深刻，我們需要回顧一下英特爾至強 D 處理器具有多達 16 個內(nèi)核的 32 個線程，并且可以支持多達 48 GB 的快速 2400 DDR4 內(nèi)存?；谠撎幚砥鞯姆?wù)器模塊支持 2 個 10 GbE 以及多達 24 個 PCI Express Gen 3.0 通道和 8 個 PCIe Gen 2.0 通道。所有這些功能現(xiàn)在都可以放入一個小包中。

客戶最信任經(jīng)過驗證的功能

如果一家公司可以通過為各種 OEM 成功設(shè)計和部署的定制特定載板設(shè)計功能的綜合列表來補充此類產(chǎn)品，客戶可以毫無疑慮地選擇所需的功能，并將它們實施到自己的需求規(guī)范中。如果服務(wù)提供商有自己的制造能力，新 COM Express Type 7 設(shè)計的第一批樣品可以在 6-12 周內(nèi)輕松交付給 OEM。為實現(xiàn)快速實施和最高設(shè)計安全性，遵循 PICMG 設(shè)計指南中指定的 COM Express 載板設(shè)計規(guī)則的 ODM 可確保此類板可與任何 COM Express Type 7服務(wù)器模塊一起部署。

原始設(shè)計和制造服務(wù)提供商 Connect Tech 是該行業(yè)公司的典范，因為他們專注于為各種模塊標(biāo)準(zhǔn)（包括全新的 COM Express Type 7 規(guī)范）提供那些現(xiàn)成的和定制的載板。到目前為止，他們已經(jīng)構(gòu)建了數(shù)百個載板，這使他們成為 COM Express 生態(tài)系統(tǒng)的主要貢獻者。他們的專長不僅在于模塊提供的所有標(biāo)準(zhǔn)接口的客戶特定設(shè)計，還在于支持各種其他板載接口和實現(xiàn)，包括用于數(shù)字信號處理的 FPGA 設(shè)計。該公司還提供基于 CUDA 和 OpenCL 的并行處理解決方案方面的深入專業(yè)知識，使用通用圖形處理單元 （GPGPU） 進行并行計算和最新的機器學(xué)習(xí)環(huán)境。就前面討論的服務(wù)器帶外管理需求而言，他們在該領(lǐng)域的設(shè)計專業(yè)知識也有助于為服務(wù)器級載板提供最需要的構(gòu)建塊之一，這使得任何標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計都更加復(fù)雜。讓我們明確一點：設(shè)計載板模塊上的服務(wù)器 不是任何可以為模塊上的計算機設(shè)計載板的人的工作。這項技能還需要專門的服務(wù)器級硬件設(shè)計專業(yè)知識，尤其是在高速信號通道路由方面。

審核編輯：郭婷