COM-HPC 1.3标准对于人工智能连接器非常重要
要提升通信网络的功能,需要更强的计算能力、更快的传输速度和更强大的输入/输出(I/O)性能。并支持更大的内存容量,尤其是在物联网(IoT)和人工智能(AI)领域。

初始COM-HPC®规范由PICMG(PCI工业计算机制造商协会)于2021年发布,旨在满足嵌入式计算领域不断变化的需求。COM-HPC 1.3是该规范的第三版修订版本,其设计重点在于针对新兴内存驱动型应用及人工智能应用场景,在性能与功能方面实现逐步提升。
PICMG COM Express®历史背景
2005年, PICMG公司推出了COM Express标准,该标准后来成为全球最流行的嵌入式硬件标准之一。Samtec公司的Matthew Burns认为:“COM Express问世时堪称行业前沿技术之一。连接器体积小巧、传输速度极快、数据密度高,并完全符合x86架构供应商制定的技术路线图,满足了整个嵌入式计算生态系统的所有需求。”此后COM Express标准持续演进,已发展出八种不同类型、四种尺寸规格以及三次重大修订版本,同时通过统一的模块化架构实现了厂商间的互操作性与技术复用。最新版COM Express规范进一步提升了现有接口的数据传输速率。
Burns解释称:“COM Express技术工作组优化了COM Express互连接口的信号完整性及外形尺寸。在连接器企业的支持下,COM Express TWG将性能从PCIe 3.0(8 GT/s)提升至PCIe 4.0(16GT/s)。从PCI Express的角度来看,这标志着嵌入式芯片又迈入了一个新世代,尤其是在x86生态系统中。各方对此均表示满意。然而,最新的英特尔/AMD x86解决方案、ARM生态系统、RISC-V架构、FPGA以及GPU在性能和功能方面持续演进。因此,需要一种新的COM架构来满足这些复杂且多样化的计算架构未来的需求。”
为什么是COM-HPC 1.3?
COM Express仍是众多嵌入式计算应用的理想架构方案。COM-HPC能够在人工智能领域实现服务器级性能升级。正如2021年发布时的原设计目标,COM-HPC可支持高达PCIe 5.0(32GT/s)的数据传输速率,并为未来升级至PCIe 6.0(64GT/s PAM4)提供可靠保障。
PCI-SIG最终于2022年发布了PCIe 6.0规范。2024年, PICMG内部启动相关工作,旨在制定标准化指标实现COM-HPC 1.3中对PCIe 6.0功能的支持。此外,PCIe 6.0还使得计算快速链路(CXL)3.x功能能够在COM-HPC生态系统中实现,通过PCIe接口为内存和加速器资源提供一致性连接。

Samtec COM-HPC连接器
此外, MIPI联盟于2025年发布了MIPI C-PHY 3.0规范。该标准用于控制多媒体应用中相机、显示屏与应用处理器之间的交互接口。为此, PICMG组织下的COM-HPC技术分委会积极致力于将这些增强功能纳入COM-HPC规范。
委员会还讨论了能效与电源管理问题。现代待机模式(S0ix)的引入充分利用了应用处理器最新的节能运行模式,PCIe时钟信号现已具备双向传输特性,从而实现了更高效的电源管理。
最后,他们对GPIO(通用输入/输出)进行了优化,澄清并解决版本1.2中提出的一些问题。同时新增了若干I2S接口,进一步支持音频应用,并增强了对SMBus协议的支持能力。
COM-HPC 1.3接口增强功能
最初的COM-HPC连接器采用传统的BGA式焊球端接结构。但持续的技术革新表明,新型焊柱端接结构相较于焊球端接具有显著优势。因此,COM-HPC 1.3规范新增了采用该新型端接技术的连接器选项。机械性能的改进进一步完善了整个COM-HPC生态系统。

COM-HPC连接器上的焊柱
焊柱板端接方式非常适合COM-HPC等高密度、高速率互连应用。该新技术完全兼容现有PCB布局,但需使用更大的矩形模板孔径,确保最佳焊接效果。优势包括:
* 性能稳定、可靠的焊点,确保长期耐用性
* 采用大尺寸设计,确保焊缝圆角厚度适宜且润湿表面积充足,从而提升焊接接头的可靠性
* 根据IPC-9701标准(-55°C至+125°C)成功验证了焊点可靠性
* 与现有PCB无缝兼容,实现平稳过渡且干扰极小
* 提升生产灵活性,支持成本效益型制造
COM-HPC 1.3规范体现了PICMG COM-HPC生态系统对持续改进的坚定承诺。最新版本在充分保持向后兼容性的同时,新增了多项重要功能与优势,同时彰显了开放标准如何推动嵌入式生态系统创新进程。该规范现已列出多家COM-HPC连接器供应商,显著提升了供应链的灵活性与可获取性。
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