Gastkommentar: COM HPC für High-Performance-Anwendungen

| Redakteur: Margit Kuther

Peter Müller: Vice President Product Center Boards & Modules bei Kontron in Augsburg
Peter Müller: Vice President Product Center Boards & Modules bei Kontron in Augsburg (Bild: Kontron)

Die Datenflut steigt rasant. Doch COM Express, führender Standard für Computer-On-Modules, stößt bereits an seine Grenzen. Der Newcomer COM HPC übernimmt das Highend-Segment, wie Peter Müller, Kontron, informiert.

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.

Um mit dem hohen Datenaufkommen und der erforderlichen Rechenleistung 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 Standard PCI Express 4.0 wird ebenfalls unterstützt, aber auch der kommende Standard 5.0, den COM Express nicht mehr bedienen kann. Deshalb erhält COM HPC ein neues Stecker-Layout, das 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. Basis wird zwar Samtecs ADF6/ADM6-Serie sein, allerdings sollen die Reihenabstände noch vergrößert werden.

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 raue 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 will bis Anfang 2020 auf Basis des COM-HPC-Standards leistungsfähige Server-Class-Module in das Konzept ‘From Edge to Fog to Cloud’ ergänzen, etwa 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.

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