ケーブルレスPC設計は、軍事や航空宇宙などの非常に堅牢なアプリケーションでよく見られ、その設計は通常、特定のアプリケーションに合わせてカスタマイズされます。ご想像の通り、このようなアプリケーションに関連する開発および購入コストは常に非常に高額でした。しかし最近、産業用PC開発において新しいトレンドが出現しました。それは、小型フォームファクタの市販のファンレスおよびケーブルレスPCです。ファンレスPCは明らかに、主要な可動部品である冷却ファンを排除します。そして、ストレージにSSDを使用すれば、衝撃や振動がすぐに改善されるという明確な利点があります。問題は、振動周波数がさらに上昇すると、ケーブル接続が損傷する可能性があることです。この問題に対処するために、ホットメルトケーブルがよく使用されますが、これらも完全ではありません。時間の経過による切断のリスクを完全に排除するには、ケーブルを完全に除去することが最善の解決策です。ケーブルレス設計の場合、振動仕様は、MIL-STD 810F仕様を満たすために、一般的な1Grmsから5Grmsに改善できます。新しいプロセッサ技術の電力効率の向上により、ファンレスPCは今日でははるかに強力になっています。これらの事前構成され、事前に検証されたプラットフォームは、産業アプリケーションにおける開発時間とコストを短縮するのに役立ちます。ただし、ファンレスPCは非常にコンパクトであるため、I/O拡張も事前に計画する必要があります。I/O拡張を事前に計画する必要があるため、PC OEMはモジュラー設計で多用途のI/O選択をサポートすることで革新を目指しています。このアプローチにより、コストを低く抑え、リードタイムを短縮しながら、多数のアプリケーションを可能にします。
マザーボードの設計とプロセッサの選択
最初のステップは、最も一般的に使用されるI/Oを内蔵したマザーボードを設計することです。同じマザーボードは通常、同じ消費電力で異なる処理性能を持つプロセッサファミリーをサポートできます。たとえば、IntelのUプロセッサにはCeleron、Core-i3、i5、i7があり、すべてTDP15Wです。もう1つのステップアップは、TDP35WのCore-i3、i5、i7プロセッサファミリーです（これらは通常、15WのUプロセッサよりも高いクロック速度で動作します）。低消費電力オプションとしては、通常TDP10W未満で動作するIntel ATOMプロセッサがあります。プロセッサが選択されると、熱プロファイルも定義され、導電性ヒートスプレッダを設計して、工業用動作温度範囲（-25〜70°C）をサポートできるようにします。通常、マザーボードには、追加のI/Oまたは拡張カードをサポートするために追加のピンヘッダーが定義されます。このような設計は、必要な数のI/Oをサポートするのに十分な柔軟性がありますが、シャーシの前面プレートに目的のI/Oを引き出すにはケーブルが必要になります。
ケーブルフリーにする
ケーブルレスにするには、マザーボードにも複数の信号（PCIe、USB、シリアル、GPIOなど）をサポートする拡張コネクタがあり、シャーシ内部に追加のI/O拡張ボードを接続して固定できます。拡張ボードはマザーボードの上または下に配置できます。最終的には、内部ケーブルのないファンレスPCとなり、高衝撃・振動の動作条件をサポートします。
利点はそれだけではありません！
リードタイムの短縮
I/Oがソリューションの一部であるため、サプライヤーは構成を事前に検証する必要があり、これによりシステムレベルでの検証リードタイムとコストが削減されます。OEMは、事前構成されたオプションからプロセッサ、メモリ、ストレージ、およびサポートされるI/O拡張ボードを選択するだけで済みます。OEMは、PCベンダーが実行した検証テストを活用して、その上にシステムレベルテストを構築できます。PCサブシステムはすでに既知のシステムであるため、これによりシステム統合のリスクが大幅に軽減されます。もちろん、このようなソリューションがすべてのアプリケーションをカバーするわけではありません。アクティブ冷却と内部配線を必要とするパフォーマンスやI/Oを必要とするアプリケーションはまだあります。しかし、プロセッサ性能と超低消費電力の向上により、ますます多くのアプリケーションがこのようなファンレスおよびケーブルレス設計の恩恵を受けることができます。タブレットを例にとると、タブレットが遅いとか、グラフィックが十分に速くないと不平を言う人は聞きません。
ベンダーロックインの回避
OEMにとってのもう一つの懸念は、独自の設計のために1つのベンダーにロックインされることです。PC/104、COM Expressなどの標準ベースのソリューションは存在します。しかし、標準の実装は新しい技術を迅速に受け入れるわけではありません。また、使用していない機能に対しても料金を支払うことになるかもしれません。したがって、次にシステムにコンピューティングサブシステムが必要になったときは、市場のファンレスPC製品を調べてみてください。つまり、システムをゼロから構築し続けたい場合を除いてはですが…
