多年來，高端嵌入式處理器首次提供兩種計算機模塊外形選項，即COM-HPCClient和COM ExpressType 6。第 11 代智能酷睿處理器（代號為 Tiger Lake）的到來為開發人員提供了決定哪種外形尺寸最符合其項目要求的機會。

新問題

COM Express在高端嵌入式計算領域占據主導地位。但是，現在COM-HPC的到來給任何評估下一個高端嵌入式項目的人提出了新的問題。一個問題是COM Express和COM-HPC是否相互競爭。答案是否定的，因為它們的規格旨在相互補充，這就是為什么兩種外形都支持第 11 代英特爾酷睿處理器的原因。

另一個問題是，既然兩種外形尺寸都是選項，是擴展現有的COM Express投資，還是切換到新的模塊標準，同時還需要設計新的載板。規模或切換決策與迄今為止依賴COM Express的開發人員尤其相關。他們可能還會想：COM-HPC的開始是否也預示著COM Express的終結？COM Express 將持續提供多長時間？我是否必須立即切換到 COM-HPC，還是可以等待？另一個考慮因素是切換到 COM-HPC 將如何影響 OEM 和客戶的競爭地位。要回答這些問題，重要的是要知道 COM-HPC 客戶端模塊必須提供什么，以及它們與 COM Express Type 6 模塊有何不同。

基本型和尺寸 A：僅存在微小的占地面積差異

COM-HPC 客戶端與 COM Express Type 6 一樣，是 PICMG 計算機模塊規范。它是新的 COM-HPC 標準的一部分。這也指定了 COM-HPC 服務器模塊，但本文不需要進一步考慮這些模塊，因為它們是面向服務器的無頭的，而 COM-HPC 客戶端模塊（如 COM Express Type 6 模塊）支持圖形。COM-HPC 客戶端模塊具有三種封裝，分別是 120 mm x 160 mm（尺寸 C）、120 mm x 120 mm（尺寸 B）和 120 mm x 95 mm（尺寸 A）。因此，最小的 COM-HPC 占用空間幾乎與 COM Express Basic 的 125 mm x 95 mm 相同.COM 95 mm x 95 mm 的 Express Compact 的緊湊度提高了約 21%。由于 COM-HPC Size A 外形尺寸僅比 COM Express Basic 小 4%，因此從 COM Express Basic 更改為 COM-HPC Size A 在占用空間方面沒有問題。

較大的大小 B 和大小 C 的 com-hpc 客戶端模塊大小使得這些模塊通常位于 COM Express Type 6 模塊之上，因此可以解決無法使用 COM Express 實現的高性能應用程序。

使用 COM Express Basic 來集成比 COM Express Compact 上更強大的處理器的開發人員可以選擇 COM-HPC 客戶端大小 A 外形規格。但是，COM Express Compact 大小布局沒有 COM-HPC 客戶端選項。這清楚地表明，這兩個規格是互補的選擇。

COM-HPC 指定更高的 TDP

正如與COM Express相比，它們提供更大的占用空間選項一樣，COM-HPC模塊通常也允許更高的功率預算。憑借高達 200 瓦的熱設計功率 （TDP），COM-HPC 客戶端模塊的當前性能大約是最強大的 COM Express Type 6 的三倍。與COM Express Basic相比，在137瓦TDP的上限下，COM-HPC客戶端TDP高出46%。對于現在或長期需要比COM Express允許的更多的TDP和處理器能力的開發人員來說，COM-HPC是必須的。

COM-HPC Size A 模塊，例如采用第 11 代英特爾酷睿處理器的全新 15 瓦 conga-HPC/cTLU，將與以前的 COM Express 模塊的性能范圍更具可比性。此外，COM Express 設計人員會發現 COM-HPC 具有提供比 COM Express Type 6 更多的數據帶寬的優勢，這從信號引腳的數量中可以明顯看出。

引腳數量幾乎翻倍，帶寬增加

COM Express Basic Type 6 和 COM-HPC 客戶端大小 A 之間的另外兩個主要區別是連接器和將模塊連接到特定于應用的載板的信號引腳數量。與COM Express一樣，COM-HPC基于兩個連接器，但現在每個COM HPC連接器都有400個引腳。兩個 COM Express 連接器各有 220 個引腳。擴展到 800 個信號引腳，可以連接大約 80% 以上的接口。

COM-HPC 連接器專為最新的高速接口而設計，還兼容 PCIe 5.0 和 25 Gb/s 以太網的高時鐘速率。COM Express 目前僅在兼容模式下擴展到 PCIe Gen 3.0 和 PCIe 4.0，這使得連接器成為限制因素。但是，正在努力將COM Express連接器替換為機械完全兼容但電子功能更強大且與PCIe 4.0兼容的連接器。這種連接器的更換預示著COM Express的未來。

內存容量取決于占用空間

COM-HPC和COM Express都使用SO-DIMM或焊接內存來獲取RAM容量。如前所述，COM Express Basic 和 COM-HPC 客戶端大小 A 的占用空間僅略有不同。COM Express Basic已經表明，RAM容量目前最高為128 GB，因此考慮到大小A與COM Express Basic的接近程度，大小A的RAM容量將相似。

設計需要更多 RAM 的開發人員必須使用更大的外形尺寸。盡管COM Express確實指定了高于基本外形尺寸的更大模塊，但實際上這些模塊實際上無關緊要。因此，預計更大的模塊將主要基于COM-HPC標準開發。這很可能很快就會發生，因為 COM-HPC 服務器模塊解決了最高至中等性能服務器類的解決方案，這些服務器類永遠沒有足夠的 RAM。它們可以容納八個成熟的 SO-DIMM 內存模塊，因此目前提供高達 1.0 TB 的 RAM。比較新推出的Tiger Lake UP3 COM Express Type 6 Compact和COM-HPC客戶端大小A模塊，后者提供更多內存。但是，這種更多內存的潛力尚未得到利用;兩個模塊都提供兩個 SO-DIMM 插槽，用于 3200 MT/s 和 32 GB DDR4。因此，總共有64 GB內存。這種未使用潛力的原因很簡單：老虎湖UP3無法支持更多。在所有其他條件相同的情況下，由獲得更多RAM的需求驅動的變化總是意味著選擇比COM Express Basic或COM HPC Size A更大的外形尺寸。然而，隨著內存密度的不斷提高，RAM容量不太可能成為未來目標多用途應用的限制因素。

相同的圖形，新的音頻

兩種標準的圖形支持也相同。COM-HPC 客戶端和 COM Express Type 6 都通過三個數字顯示接口 （DDI） 和一個嵌入式顯示端口 （eDP） 支持多達四個顯示器。對于多媒體接口，COM-HPC 用 SoundWire 取代了以前由 COM Express 提供的 HDA 接口。SoundWire是一種新的MIPI標準，只需要兩條線路，工作頻率高達12.288 MHz。 最多可以通過這兩條線路并行連接四個音頻編解碼器，每個編解碼器接收自己的ID以進行評估，這對于聲音發揮重要作用的應用來說是一個加分項。

PCIe 和千兆以太網支持

COM Express Type 6 模塊最多有 24 個 PCIe 通道，而 COM-HPC 客戶端模塊中有 49 個。保留一個 COM-HPC 客戶端 PCIe 通道，用于與載板的主板管理控制器 （BMC） 進行通信。

COM-HPC 客戶端模塊規范還提供兩個 25 GbE KR- 和最多兩個 10 GbE BaseT 以太網接口的直接連接。COM Express Type 6 最多支持 1x1 GbE，但可以通過 PCIe 連接其他網絡接口并通過載板執行。然而，該規范的這種全部潛力并沒有被今天的第 11 代英特爾酷睿處理器耗盡。

兩個模塊均提供 PCIe x4 Gen 4 接口，用于與外圍設備的極高帶寬連接。此外，開發人員還可以將 8 個 PCIe Gen 3.0 x1 通道與兩個模塊一起使用。因此，在這方面沒有與處理器相關的差異。但是，COM-HPC 模塊提供 2 個 2.5 GbE 本機連接，而 COM Express 模塊僅本機支持 1 個 GbE。因此，COM Express 設計人員必須承擔獲取載板組件的費用，以產生與 COM-HPC 模塊相同的 GbE 功能。

這兩個模塊還支持時間敏感網絡（TSN），以便通過以太網進行實時通信。因此，除了 2.5 GbE 僅適用于 COM-HPC 模塊之外，PCIe 和 GbE 的差異目前并不那么顯著。

高 USB 帶寬和本機相機支持

COM-HPC 客戶端專為更快的新 USB 標準而設計，可指定多達 4 個 USB 4.0 接口，并輔以 4 個 USB 2.0。另一方面，COM Express Type 6模塊可以執行多達4個USB 3.2和8個USB 2.0。與COM Express Type 6模塊相比，COM-HPC客戶端的USB 2.0端口少了四個，但由于USB 4.0傳輸速率為40 Gbps，因此提供了更大的帶寬。

COM-HPC 本機支持最多兩個 MIPI-CSI 接口。除了經濟高效之外，這兩個接口還可以輕松集成相機，用于多種應用類型并實現3D視覺。具有兩個MIPI-CSI接口的模塊的潛在用例包括用戶識別、手勢控制和用于維護的增強現實。其他可能性包括視頻監控和光學質量保證、自動駕駛汽車和協作機器人的態勢感知。因此，MIPI-CSI接口支持是COM-HPC的明顯優勢。conga-HPC/cTLU提供這兩個MIPI-CSI接口。此外，conga-HPC/cTLU 還包括 – 在 Tiger Lake UP3 中擴展的 x86 指令集 – AI/DL 指令集、矢量神經網絡指令 （VNNI） 支持以及新處理器集成英特爾 Xe 顯卡（第 12 代）的多達 96 個執行單元的功能。

COM-HPC還提供2個SATA接口來連接傳統的SSD和HDD，以及2個UART和12x GPIO等工業接口。2x I2C、SPI 和 eSPI 完善了該特性集。總而言之，COM-HPC客戶端功能與COM Express Type 6模塊的功能相當，盡管后者提供了CAN總線支持選項。

經驗表明，不要急于轉換

上述COM-HPC客戶端和COM Express Type 6的異同表明，至少在未來3-5年內，大多數設計都將得到COM Express的良好服務。該預測的另一個因素是 COM-HPC 客戶端不會引入新的系統總線。這與以前從ISA到PCI以及從PCI到PCI Express的變化不同。在這里，絕對有必要定義一個新的引腳排列。同樣值得記住的是，COM Express模塊直到2012年才取代ETX模塊成為最暢銷的模塊 - 在ETX推出11年后 - 以及COM Express推出七年后。ETX模塊今天仍然可用。PCIe 世代向后兼容，即使在所有處理器級別建立 PCIe Gen 4.0 之后，PCIe Gen 3.0 設計也能長期存在。如果設計的接口規格和帶寬足夠，則絕對無需切換。

誰應該選擇COM-HPC？

所有需要模塊本機支持的以下一個或所有接口的用戶都必須切換到 COM-HPC：全 USB 4.0 帶寬、2.5 GbE、SoundWire 和 MIPI-CSI。那些希望將來需要更多或更高性能的PCIe或以太網接口（高達25 GbE）的人也應該優先考慮COM-HPC 此外，高性能系統的開發人員可能要考慮使用一種標準時更容易縮小規模 - 這是在COM-HPC中實現所有內容的論據。否則，座右銘是：“永遠不要改變正在運行的系統。至少不是因為COM Express可以使用全新的，符合PCIe 4.0標準的連接器。

邊緣服務器模塊的遠程管理即將到來

作為COM-HPC發布的一部分，還計劃擴展遠程管理界面。PICMG遠程管理小組委員會目前正在開發該接口。目標是使復雜的智能平臺管理接口 （IPMI） 功能集的減少部分可用于邊緣服務器模塊的遠程管理。借助這一新功能集，OEM 和用戶將能夠輕松確保服務器級的可靠性、可用性、可維護性和安全性 （RAMS）。在載板上實施的板管理控制器可以將遠程管理功能擴展到單個載板，并根據需要進一步滿足系統需求。這為 OEM 提供了一致的遠程管理基礎，他們可以根據自己的要求進行修改。

結論

隨著數字化的發展，COM Express在現有的性能水平上擁有美好的未來。COM-HPC（高性能計算）可以滿足各種即將推出的計算密集型應用，在這些應用中，帶寬密集型數據流必須在緊湊的邊緣設備中處理。

審核編輯：郭婷