永續發展始於設計

作者 : Zeljko Loncaric,康佳特(Congatec)行銷工程師

永續發展已成為現今的大趨勢,「週五護未來」(Fridays for Future)是環保意識持續改變的著名例子之一…

即使在COVID-19危機期間,永續發展仍然備受關注,例如:經濟高度仰賴汽車業的德國,已決定停止資助傳統燃油引擎汽車的銷售,轉而研究推動低排放車輛的激勵措施。不論結果如何,此突顯出永續技術似乎在所有產業皆愈趨重要的趨勢,並且一直是創新的關鍵驅動力,包括嵌入式領域。

不可否認,電子產品和嵌入式運算本身不具永續性,但有助於減少排放。它們提供為天氣預報累積資料分析知識的能力、控制智慧電網和太陽能發電站的綠能,以及透過自適應速限和紅綠燈將交通流量最佳化,並且控制即將問世的綠能驅動自駕車……,例子不勝枚舉,但如果不思考技術本身的改進,這些就只是一塊遮羞布。

科技隨著時間的演進而日新月異,例如危害性物質限制(RoHS)、不斷提高能源效率、設法延長生命週期,以及對供應鏈社會責任的重視。但嵌入式運算設計如欲更具永續性則仍有很大的改進空間,以邊緣運算硬體的永續性提高為例,最近發現,業界以更換整個機架系統的方式更新資料中心。在此提供一些數據:2019年第四季全球伺服器出貨量較去年同期成長14.0%,超過340萬台。這些伺服器的單板電腦或刀峰伺服器皆屬於單片式,如果處理器效能不再足夠,則必須更換整個機板,因而產生大量的電子廢棄物。

電腦模組(Computer-On-Module)和伺服器模組(Server-On-Module)徹底改寫規則,將升級伺服器時的浪費和成本降到最低。當實際載板仍可繼續使用,只須丟棄過時的電腦模組,浪費因素因此大幅降低。例如在經濟方面,伺服器供應商Christman希望利用電腦模組將下一代邊緣伺服器升級成本降低50%,這在計次付費和伺服器即服務產品日漸普及的情況下,特別具有吸引力。

伺服器供應商過去的目標是極其浪費的硬體更新,如今則可節省效能升級的成本。數位化和訂閱經濟的趨勢將帶來重大轉變,伺服器即服務供應商現今的目標是盡可能最少化下一代產品的投資、最低總體擁有成本(TCO)和最高投資報酬率(ROI)——全都順應促進永續發展的趨勢。

工業供應商也可受益於這種模組化方式,即使處理器停產,也可以進行更新。我們知道某些應用繼續改造幾十年前的載板搭配較節能的處理器,因為不再需要效能較高的處理器。從永續發展觀點來看,模組有可能將舊技術變成更環保的綠色技術,這與燈泡業改用LED技術有點類似。

而機會不僅止於此,如果所有機板都採用已是普遍設計原則的電腦模組設計,甚至可以看到二手市場的演變。不再用於原始應用的電腦模組可重複使用而不必丟棄,例如可用於需要超長期可用性的設備。我們都知道每年產生的電子廢棄物堆積如山,電腦模組有可能減少這種慢性廢棄物產生,即使無法重複使用,若載板設計的層數和導體軌道數較小,亦可減少嵌入式運算設計的經濟和生態足跡。

可惜的是,並非所有工程師都採用此設計原則。但只需觀察市場就能瞭解未來的方向,IHS Markit最近進行的研究顯示,到2023年,電腦模組的潛在市場成長將達到 33%,這只是標準機板,該預測還未包含全客製化設計。從此數據明顯可見,電腦模組的完整潛力更高。

 

電腦模組已是嵌入式領域最重要的市場,預計到2023年,市場成長率將達到33%。

 

有了剛正式發布的先進COM-HPC規格,以及適用於工業邊緣的全新處理器系列和現有的嵌入式中階效能伺服器處理器,可藉此難得機會使嵌入式運算變得比過去更環保,以利在永續發展變得越來越重要的時代,迎合新的應用領域。邊緣應用勢必需要如此,因為我們不知道客戶在邊緣需要多少附加任務進行情境感知、協作、工業物聯網(IIoT)預測性維護,以及對應的工業4.0通訊,更別提快速發展的5G。

 

COM -HPC伺服器模組具有眾多PCIe通道和高效能乙太網路介面,是次世代高效能模組化邊緣伺服器的理想平台。

 

康佳特推出第一款COM-HPC電腦模組conga-HPC/cTLU,具備高效能設計和PCIe Gen 4等最新介面,將支援未來數十年的最新設計。

 

設計的永續性可協助客戶從一開始就滿足未來需求,因此康佳特認為永續發展趨勢使電腦和伺服器模組比過去更具吸引力。與其他規格相較之下,電腦模組的比重在未來將如何變化值得關注,預測電腦模組將大幅增加。此外,電腦模組目前是嵌入式領域最重要的市場,排名甚至高於獨立機板、全客製化設計、Mini-ITX和EATX等伺服器設計中常見的規格,相較於全客製化設計,有許多額外的優點,包括更好的擴充性、跨多個處理器世代輕鬆升級,以及更高的設計安全性。

為高效能嵌入式未來的最大永續性做準備時,模組化設計將是邁向未來的子彈列車,電腦模組則是車票。

 

電腦模組為嵌入式應用提供許多優勢,實現高永續性。

 

 

 

 

 

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