3D시스템즈 20200123

홈 > 전자·ICT > 테크인사이트



콘텐츠사업부
매거진
잡지이미지
잡지이미지
잡지이미지
잡지이미지
잡지이미지
  • 구독신청
  • 광고안내

element 20191202

[테크니컬 리포트] 3세대 COM 표준 ‘COM-HPC’의 부상

입력 : 2020.01.09 14:14

[조기등록 마감 임박] 디지털 뉴딜 대비하는 스마트 공장 구축 및 고도화 전략 컨퍼런스 (9월3일)
글자크게보기 글자작게 댓글달기 좋아요 즐겨찾기

페이스북 트위터 카카오스토리 블로그

[첨단 헬로티]


COM(Computer-on-Module) 업계가 1세대 ETX/XTX와 2세대 COM Express를 거쳐서 3세대 기술로 접어들고 있다. 콩가텍(Congatec)을 비롯한 관련 업체들은 COM-HPC라고 하는 새로운 표준에 대한 PICMG 승인을 준비 중이다. 이 표준은 엄청나게 빠른 실시간 데이터 처리를 필요로 하는 5G 네트워크 같은 애플리케이션에 적합하다. 


COM(Computer-on-Module)은 COM 개념이 소개된 이후 오랜 기간 동안 임베디드 컴퓨터 시스템의 핵심적인 설계 요소로 자리매김했다. IT 시장조사기관 IHS마킷의 조사에 의하면, COM은 2020년에 임베디드 컴퓨팅 보드, 모듈, 시스템의 전체 매출에서 약 38%를 차지할 전망이다. ModulAT은 1990년대 초 당시 사용되던 AT/ISA96 버스를 기반으로 한 최초의 모듈로 등장했었고, 사무용 PC 기술을 산업용으로 활발히 사용됐다. 


최초 모듈 제품들의 목표는 당시 급속도로 진행되던 CPU 혁신 주기의 완충 역할로서, 모든 기능을 한 장의 카드에 집어넣어야 하는 부담을 피하는 것이었다. 당시에는 인텔(Intel)과 AMD가 6개월마다 새로운 CPU를 내놓았다. 지금도 마찬가지지만 소비자들은 항상 최신 CPU를 사용하기를 원한다.


그 이후 새로운 ISA 및 PCI 버스의 등장과 함께 새로운 모듈 표준이 도입됐다. 이것은 캐리어 보드에 400핀 커넥터를 제공하는 ETX 표준이었다. 2001년 11월, JUMPtec과 어드벤텍(Advantech)가 힘을 합쳐서 ETX-IG(ETX Industrial Group)를 설립하고, 특정 업체에 구속되지 않는 개방형 모듈 표준을 발표했다. 이 표준 버전은 지금도 유효하게 사용되고 있다.


그림 1. COM 표준의 진화 -3세대 표준인 COM-HPC를 도입함으로써 광대역 및 5G 커넥티드 디바이스, 기계류, 시스템의 고성능 요구를 충족할 수 있다.

 

COM Express 모듈의 따라올 수 없는 성능


새로운 PCI Express 버스가 널리 사용되고 새로운 프로세서들이 더 이상 ISA를 지원하지 않게 되자 새로운 표준이 필요해졌다. 그래서 도입된 것이 COM Express이다. 2005년 7월 임베디드 업계는 PICMG에서 COM Express 표준에 합의했다. 2010년에 공표된 Rev 2.0부터 2017년에 발표된 현재의 Rev 3.0에 이르기까지 표준화 작업의 초안 개발을 주도한 이가 콩가텍의 크리스찬 이더(Christian Eder)다.


3세대 고성능 표준의  ‘COM-HPC’의 부상


2018년 10월부터 PICMG 워킹 그룹은 콩가텍의 크리스찬 이더를 의장으로 하여, 새로운 COM-HPC 모듈 표준을 개발하고 있다. ETX에서 COM Express로 넘어갔던 것처럼 새로운 BUS 기술의 등장에 발 맞춰서 새로운 표준이 필요하게 됐다. COM-HPC 표준의 취지는 광대역 인터넷을 통한 광대역 컴퓨팅용으로서 PCI Express Gen 3~5의 고주파 신호를 처리하기에 적합한 새로운 COM 표준을 제공하기 위한 것이다. 이는 신형 프로세서의 디자인-인 프로세스를 훨씬 더 복잡하게 만드는데 특정 용도의 캐리어 보드를 통해 I/O들을 프로세서 모듈로부터 분리하는 게 점점 더 타당해지는 이유가 바로 여기에 있다. 


비록 새로운 3세대 표준이 고성능 COM Express보다 훨씬 더 높은 성능을 요구하는 애플리케이션을 위한 것이기는 하지만, 전반적인 목표는 PICMG와 해당 표준이 구축하고 있는 대규모 에코시스템과 표준이 제공하는 다양한 이점을 OEM들이 누릴 수 있게 하는 것이다. 따라서 사용자가 되도록 쉽게 새로운 표준으로 옮겨갈 수 있도록 하는 것에 중점을 두고 있다.


이러한 이유로 새로운 표준은 COM Express Type 7과 Type 6을 넘어서 두 개의 새로운 성능 등급을 제공할 것이다. 하나는 에지 서버 기술을 위한 것으로, 이 애플리케이션에서는 강력한 그래픽 성능 통합보다는 더 많은 통신 인터페이스 지원이 중요하다. 따라서 워크로드 통합을 위해서 최대한 많은 수의 코어를 제공하고자 한다. 다른 하나는 COM Express로는 더 이상 지원할 수 없는 그래픽 손실 같은 기존의 고성능 임베디드 컴퓨팅을 새로운 기능들을 사용해서 확장하는 것이다. 이러한 새로운 기능들로는 USB 3.2(20Gb/s), USB 4.0(40Gb/s), PCIe Gen4/5(2배/4배의 포트 구성과 리타이머), 100/200 기가비트이더넷(GbE), NVMe 등을 들 수 있다. 


그림 2. JUMPtec이 내놓은 최초의 ModulAT 모듈. 당시 널리 사용되던 AT/ISA96 버스를 기반으로 했으며 9.54MHz 인텔 CPU 80C88과 640KB D램 메모리를 채택했다.


두 배 더 많은 핀과 최대 8개의 DIMM 소켓


새로운 표준에서 가장 주목할 만한 점은 커넥터이다. 예로 COM Express는 PCIe Gen 3.0의 5.0GHz clock rate와 8Gb/s으로 제한된다. 새로운 커넥터는 32Gb/s 이상의 전송 속도를 지원해, 최소한 PCIe Gen 5.0까지 대응이 가능하다. 또한 캐리어 보드에 최대 64개 PCIe 레인을 제공하므로, 예컨대 머신러닝 같은 애플리케이션을 위해 여러 개의 강력한 범용 GPU를 연결하기에도 충분하다. 이에 비해서 COM Express는 최대 32개 레인을 지원한다. 이더넷 성능 역시 싱글 페어 당  최소 25Gb 이더넷으로 향상되어, 최대 100Gb 이더넷을 지원할 수 있다. 에지 컴퓨팅용으로, 새로운 세대의 프로세서들은 어느 때보다 더 많은 인터커넥트와 DIMM 소켓을 필요로 한다. 이를 위해 새로운 표준은 현재 계획대로라면 최대 8개의 DIMM 소켓과 캐리어 보드로 800개 핀을 제공할 것이다. COM Express는 440개 핀에 불과하다.


그림 3. 어드벤텍(Advantech_와 JUMPtec은 뉘른베르크에서 개최된 SPS/IPC/Drives 전시회에서 ETX-IG를 설립한다고 발표했다.

 

COM-HPC 모듈 공급 시기


새로운 표준을 개발하기는 생각처럼 쉽지 않다. 신호 주파수가 높아지는 것만으로도 일이 훨씬 더 복잡해진다. 콩가텍과 샘텍(Samtec)은 꼬박 2년에 걸친 협력을 통해 최대 300W에 이르는 모듈을 지원하기 위한 용도로 COM-HPC 커넥터와 테스트 요구사항을 개발 중이다. 이들은 이미 최신 프로세서를 채택한 최초의 디자인으로 최대 속도로 시험을 하고 있으며, 인텔과 같은 반도체 회사들이 조기 접근 프로그램을 통해서 기술을 공유하고 있다. 콩가텍은 2020년 초에 최초의 양산급 COM-HPC 모듈을 내놓을 것으로 예상되며, 이로써 임베디드 컴퓨팅의 새 시대가 열릴 것으로 기대된다.


그림 4. COM Express Type 7 Server-on-Module. AMD의 에픽(EPYC) 프로세서를 채택했다.


그림 5. COM-HPC 모듈은 두 가지 성능 등급대와 풋프린트로 제공된다. 작은 것은 클라이언트용이고, 큰 것은 서버용이다.


PICMG(PCI Industrial Computer Manufacturers Group)

PICMG는 고성능 통신 및 산업용 애플리케이션용으로 특허가 필요 없는 공개 표준을 개발하기 위해서 140개 이상의 기업들이 참여하고 있는 컨소시엄이다. 각 분야 유수의 테크놀로지 회사들이 회원사로 참여하고 있다. 


현재 PICMG는 차세대 COM 용 공개 아키텍처로서 COM-HPC 표준을 개발중이다. COM-HPC 표준 개발을 위한 워킹그룹 후원사들은 에이디링크(Adlink), 콩가텍(Congatec),  콘트론(Kontron), 어드벤텍(Advantech), 엠페놀(Amphenol), 빌레펠트 대학교(Bielefeld University), 엘마일렉트로닉(Elma Electronic), 에머슨머신 오토메이션 솔루션(Emerson Machine Automation Solutions,) ept, 패스트웰 그룹(Fastwell Group), 헤이텍(Heitec), 인텔(Intel), 멘마이크로일렉트로닉(MEN Mikro Elektronik), MSC테크놀로지스(MSC Technologies), N.A.T., 샘텍(Samtec,) SECO, TE커넥티비티(TE Connectivity), 티렌즈일렉트로닉(Trenz Electronic), 버사로직(VersaLogic) 등이 참여하고 있다. 의장은 콩가텍의 크리스찬 이더(Christian Eder)이 맡고 있다.


글: 콩가텍(Congatec)



/이나리 기자(eled@hellot.net)

이 기사는 의 요약글입니다. <기사 상세내용보기>를 클릭하시면 전체 기사를 보실 수 있습니다.

기사 상세내용보기

어드밴텍 2019.11.25
디지키 2020.08
이전글
[테크니컬 리포트] 고속 스위치와 혁신적 시뮬레이션 환경을 제공하는 와이드 밴드 갭...
다음글
장점 많은 SaaS, 한국 도입 왜 늦었나?
FLIR
성안당_내인생의갑
주요 광고주 / 추천기업

(주)코닥트 케이블케리어

F&B Soultion co. 엔코더

(주)동화기업 오일쿨러/유압부품

트윈컴퍼니 Bolting최적솔루션

바움뉴텍 하모닉감속기

세원정밀전자 오토스위치

삼원액트(주) FA제어반배선기기

신한전자기기 크레인안전장치

티아이씨(주) 볼스크류

(주)이디에스 감속기

(주)맵스코 볼 스크류 / LM가이드

KEM 공작기계관련부품

토마스케이블 케이블

SPK한국스테어펌프 펌프

효성훼바 모터콘트롤러

나라삼양감속기 감속기

케이씨티앤에스 소재부품

마이클앤솔루션 튜브넘버링기

엔아이피 머신비전

플루크네트웍스 테스터기

엘리먼트14 전자부품

SEC e-beam

에스디상사 공구

FAMAX 공장자동화

지브라 자동인식 산업

더블유케이티 절연제품

성안당 기술서적

댓글쓰기

0/500

등록
전체 댓글수 0

최신순 | 인기순

    댓글이 없습니다.