Современная электроника №6/2020

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 44 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2020 COM-HPC: новые возможности Рис. 2. Модуль TEI0180 (Trenz Electronic) Рис. 1. Модуль COM-HPC (Adlinktech) В статье рассказывается о возможностях новой перспективной технологии COM-HPC, позволяющей реализовывать высокопроизводительные серверные и клиентские решения для самого широкого круга задач. Рифат Хакимов (IIoT.Hardware@gmail.com) Введение В начале этого года несколько компа- ний представили прототипы вычисли- тельных модулей в новомформ-факторе COM-HPC, разработка которого ведёт- ся консорциумом PICMG (PC Industrial Computer Manufacturers Group). COM-HPCпредставляет собойследующее поколениеCOM-модулей, которыепредна- значенывосновномдляпостроениявысо- копроизводительныхсистемидополняют уже существующую линейку стандартов COMExpress. COM-HPC не заменят собой, а расширят существующий ряд модулей COMExpressновымирешениями, которые движутсявнаправленииконсольныхEdge- серверов (граничные вычисления – это парадигма распределённых вычислений, осуществляемыхвпределахдосягаемости конечныхустройств)иболеемногофунк- циональных Edge-клиентских решений– компьютеров, которыевсёчащеиспользу- ются в качестве распределённых систем впромышленныхприложенияхдляответ- ственныхпримененийврасширенномтем- пературном диапазоне. В новом стандар- те определены два типа модулей: Server (см. рис. 1) и Client (см. рис. 2), которые в стандартеCOMExpress rev.3былипредстав- лены как TYPE7 и TYPE6 соответственно. Теперь модуль COM-HPC Server принято называть Server-on-Module (Сервер-на- модуле), а модуль COM-HPC Client – Computer-on-Module (Компьютер-на- модуле). В консорциум PICMG входят клю- чевые компании отрасли, например производители полупроводников Intel и соединителей Samtec, что даёт уве- ренность в возможности использо- вания стандарта в будущем с новыми поколениями процессоров с ещё более производительными интерфейсами. Актуальность и перспективность технологии COM-HPC Необходимость в новой специфика- ции, дополняющей COM Express, легко объяснить. Врезультатецифровойтранс- формациирастёт спроснавстраиваемые компьютеры с ещё большей производи- тельностью. Дляновогоклассавстраива- емыхEdge-серверовтребуетсяпрактиче- скинеограниченнаямасштабируемость. Однаконедостаточноеколичествоинтер- фейсов, при наличии 440 контактов в разъёмах стандарта COMExpress, явля- ется ограничением для мощных Edge- серверов. Производительность разъёма COMExpress такжемедленноприближа- ется к предельному значению, хотя лег- ко справляется с пропускной способно- стью8Гбит/сдляинтерфейсаPCIeGen3. Всё более мощные вычислительные средства необходимы там, где невоз- можно использовать облачные вычис- ления, например для использования в автономных транспортных сред- ствах при обработке данных с камер и датчиков в реальном режиме времени. Для обработки данных с камер и датчи- ков используются сложные алгоритмы глубокого обучения, при этом требу- ется большое количество параллель- ных вычислений. Чаще всего для таких задачиспользуетсяGPGPU (англ. General- purpose computing on graphics processing units – неспециализированные вычис- ления на графических процессорах), заменяя или работая совместно с FPGA- решениями. Приработе с высокопроиз- водительными вычислителями возни- кает потребность в высокоскоростном обмене данными, поэтому для повы- шения производительности в модулях COM-HPC увеличено количество линий PCI Express, что даёт возможность увели- чить количество плат расширения с уско- рителями вычислений. Вычислительные системы с мощным CPU совместно с GPGPU и/или FPGA, позволяющие производить параллель- ные вычисления, востребованывмедици- не для визуализацииданныхидиагности- ки болезней. Также они используются в системахвидеонаблюденияимногочис- ленных системахконтролянапроизвод- стве. Современные автоматизированные производства нуждаются в более произ- водительныхвозможностях сетевоговза- имодействия, поскольку станков, сбороч- ныхлинийидругогопроизводственного оборудования, взаимодействующего по сети, становится всё больше. Всё это уве- личивает потребность встраиваемых системв высокоскоростныхинтерфейсах дляреализациисовременныхпроизводи- тельныхИнтернет-решений, чувствитель- ныхкреальному времени, включая, в том числе поддержку стандарта TSN (TSN – стандарт передачи данных в реальном