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

許多堅固的應用領域對低延遲、高帶寬網絡和支持 10 GbE 的設備的需求不斷增加：

移動廣播設備需要處理不斷提高的視頻和聲音分辨率

移動數據中心需要以最高數據速率管理多個移動客戶端

5G 電信網絡中的小蜂窩也有類似的任務

閉路電視視頻監(jiān)控應用需要支持人臉識別和運動跟蹤

機器人技術通過視頻識別和深度學習實現協(xié)作

通過分析來自各種高分辨率來源的數據，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)勢感知應用中產生大量有效載荷，包括幾乎所有現代防御設備

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狀網絡環(huán)境，將標準從以前的 1 GbE 網絡設備提高到現在的 10 GbE，并且都具有實時功能。標準的 19 英寸機架服務器對于這些應用程序來說太大、太重且太耗電。用于這些領域的 OEM 設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換器，

適用于專用服務器的應用就緒超級組件

為了滿足這些需求，PICMG 為服務器模塊建立了新的 COM Express Type 7 規(guī)范。基于這一新標準的定制耐用型服務器和網絡設備（包括耐用型云、邊緣和霧服務器）的模塊可實現高度靈活的設計，并使個性化設計的定制耗時大大減少，因為它們提供了一個應用就緒的計算核心獨立于供應商的標準化外形尺寸。通過利用 COM Express Type 7服務器模塊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升級他們的設計。接口的定制在模塊的載板上執(zhí)行。誠然，在大多數情況下，這需要具有相應 NRE 成本的定制特定載板。但是，這樣的 PCB 設計遠沒有構建一個完全定制的服務器主板復雜，該主板具有作為現成服務的模塊附帶的所有必需的邏輯實現。

服務器模塊提供的邏輯是廣泛的。請記住，盡管處理器供應商通過其半導體提供了一套全面的服務器級遠程管理功能，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 OEM 來說，花費大量精力從其他半導體組件額外收集 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。他們還需要構建完整的、完美定制的電路板支持包，包括在電路板控制器上管理標準化 API 的能力，以便應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器和 10 GbE 網絡設備都最好配備應用就緒的超級組件，例如服務器端模塊，這是工業(yè)級 OEM 定制設計的理想起點。

載板成為設計挑戰(zhàn)

但只是擁有這樣的服務器模塊這還不夠，因為大多數 10 GbE 基礎設施的設備供應商不希望與硬件定制所需的載板設計有任何關系。他們必須處理更具挑戰(zhàn)性的工程任務，以管理這個高端耐用計算領域不斷增長的需求。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。在大多數情況下，他們正在尋找能夠提供專用載板和系統(tǒng)設計的平臺供應商，并且需要盡可能少的額外設計工作。這種方法背后的原因不僅是為了節(jié)省 NRE 成本。它還受到對設計安全性需求增加的影響，因為供應商可以提供更多現成的應用程序構建塊，

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

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、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。這樣的設計是應用就緒的，可以訂購現成的，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器領域具有高度創(chuàng)新性，為最小的堅固服務器設計樹立了新的標桿。該平臺的尺寸僅為 125 毫米 x 95 毫米，尺寸與服務器模塊。這使得構建一個成熟的堅固服務器成為可能，包括比兩個堆疊的 3.5 英寸硬盤驅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 個內核的 32 個線程，并且可以支持多達 48 GB 的快速 2400 DDR4 內存?；谠撎幚砥鞯姆掌髂K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。所有這些功能現在都可以放入一個小包中。

客戶最信任經過驗證的功能

如果一家公司可以通過為各種 OEM 成功設計和部署的定制特定載板設計功能的綜合列表來補充此類產品，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。如果服務提供商有自己的制造能力，新 COM Express Type 7 設計的第一批樣品可以在 6-12 周內輕松交付給 OEM。為實現快速實施和最高設計安全性，遵循 PICMG 設計指南中指定的 COM Express 載板設計規(guī)則的 ODM 可確保此類板可與任何 COM Express Type 7服務器模塊一起部署。

原始設計和制造服務提供商 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準（包括全新的 COM Express Type 7 規(guī)范）提供那些現成的和定制的載板。到目前為止，他們已經構建了數百個載板，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準接口的客戶特定設計，還在于支持各種其他板載接口和實現，包括用于數字信號處理的 FPGA 設計。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習環(huán)境。就前面討論的服務器帶外管理需求而言，他們在該領域的設計專業(yè)知識也有助于為服務器級載板提供最需要的構建塊之一，這使得任何標準設計都更加復雜。讓我們明確一點：設計載板模塊上的服務器 不是任何可以為模塊上的計算機設計載板的人的工作。這項技能還需要專門的服務器級硬件設計專業(yè)知識，尤其是在高速信號通道路由方面。

審核編輯：郭婷