Samtec应用漫谈 | 新VITA™93.0 QMC™标准为坚固型计算定义下一代小尺寸夹层卡

摘要/前言

更小、更密、更快。

Samtec希望用这一简洁短语描述互连设计的实践趋势。这一趋势适用于数据中心、医疗设备、人工智能/机器学习、高性能计算、航空航天以及坚固型和嵌入式计算行业。摩尔定律也推动着这一理念的发展。

有人可能认为，坚固型和嵌入式计算应用不需要最小、最密或最快的互连。就数据中心224 Gbps PAM4（448 Gbps PAMx 即将推出）的前沿水平而言，这可能是正确的。然而，当前运行于PCIe 3.0（8 Gbps）或 PCIe 4.0（16 Gbps）的坚固型应用，仍需要一条通往PCIe 5.0/6.0 的升级路径。

这正是新的VITA 93.0 QMC 规范的用武之地。但，

QMC究竟是什么？

为什么需要下一代小尺寸（SFF）夹层卡？

小尺寸夹层卡的历史回顾

在整个VITA生态系统中，Samtec在支持小尺寸（SFF）夹层板领域拥有悠久历史。

VITA 42 XMC

VITA 42 XMC是一种广泛部署的夹层卡标准，适用于采用交换结构架构的高可靠性计算机。XMC将PCI夹层卡（PMC）与串行结构技术结合在成熟的夹层卡外形规格中。

VITA 88.0 XMC+

VITA 88.0 XMC+定义了一种开放标准，为VITA 42.0连接器系统提供了替代方案。该连接器支持更高带宽的高速串行接口。XMC+最大限度地提高了占位面积兼容性，支持被广泛接受的XMC平台，同时更新了现有和未来设计中的电气和机械特性。

FPGA 夹层卡（FMC）

FPGA夹层卡（FMC）由FPGA供应商联盟和VITA 57工作组的终端用户成员共同研发并批准。作为ANSI（美国国家标准协会）标准，FMC定义了一种紧凑型机电扩展接口，用于实现子卡与FPGA基板或其他具备可重构 I/O（输入 / 输出）能力的设备之间的连接。

在FMC标准的基础上，VITA 57.4 FMC+标准采用了来自SEARAY系列高速高密度连接器阵列的更大尺寸连接器。这款高速串行引脚连接器（HSPC）拥有560个引脚，采用14×40的排列方式。

尽管由于连接器尺寸更大，新型FMC+子卡只能插入新型 FMC + 载板，但依托一套定制化极化定位系统（可实现真正的向下兼容性），原有FMC子卡也可与FMC+载板兼容。

新的VITA 93.0 QMC规范

传统的FMC/FMC+和XMC/XMC+ 夹层卡在现有系统拓扑中仍将发挥关键作用。

但，当前显然需要一种新的小尺寸夹层卡，以实现高性能、可变堆叠高度、模块化和灵活性，VITA 93.0 QMC标准解决了所有这些问题。

新的VITA 93.0 QMC标准为小尺寸模块定义了灵活的下一代夹层板架构。这一新标准支持模块化、可扩展设计，并具备坚固可靠的机械特性，可同时为前后置I/O系统提供风冷与传导冷却两种散热方案。

QMC夹层卡支持PCIe 5.0（32 Gbps NRZ）和PCIe 6.0（64 Gbps PAM4）性能，适用于各种载板形态和规格，包括3U/6U欧式卡（VPX、cPCI、cPCIe、VME等）和VNX+ PCIe扩展卡等。

VITA 93标准依托于Samtec AcceleRate HD 超高密度、薄型阵列的高速能力和紧凑密集型设计。其中，80引脚（4×20）QMC连接器有9毫米、11毫米、14毫米和16毫米的四种堆叠高度可供选择。QMC载板连接器同时用于主机端（Jx1）和 I/O（Jx2）的连接。QMC支持单宽度、双宽度和三宽度规格的模块。

Samtec以创新思维紧跟技术趋势

Samtec始终努力站在行业技术的前沿领域，以创新精神引领解决方案。我们致力于为大家提供卓越的产品方案和技术支持，也期待通过文章与视频为大家带来更多科普分享和应用漫谈。