現代無風扇電腦設計中的模組化方法提供了靈活性,讓您的原始設備製造商 (OEM) 更快地將產品推向市場。預先認證的電腦子系統搭配全面的 I/O 選項,也將協助 OEM 縮短開發週期並提高供應鏈效率。所有這些都轉化為節省成本和更快的上市時間。
模組化電腦概念
儘管模組化設計可能越來越受歡迎,但它並非新概念。市面上有許多電腦模組 (COM) 解決方案,例如 PC/104、ETX/XTX、COM Express 等,這些都支援模組化電腦設計。需要這類解決方案的系統通常用於嵌入式應用,需要長壽命和堅固的設計。由於開發週期很長,系統工程師希望透過使用電腦模組來延長整個系統的生命週期,以便在新技術問世時可以更換這些模組。模組化設計的一個好處是驗證過程的規模比傳統上使用的要小。這個過程花費更少(時間和金錢),並幫助原始設備製造商應對技術變革並更即時地利用它們。然而,像 COM 這樣的解決方案並未在 PC 子系統層級提供。這意味著系統工程師仍然需要在 PC 子系統層級進行設計和驗證。此過程通常涉及選擇所需的 I/O 介面,然後將其封裝在客製化設計的機箱中。之後,系統工程師仍然需要提供適當的散熱解決方案,無論是使用散熱風扇還是採用無風扇方法。最後,PC 子系統需要在設計環境下進行驗證,這增加了開發排程和成本。如果 PC 的性能沒有按預期運行,最終會導致排程延誤並增加總開發成本。
無風扇電腦的優點
得益於新處理器的技術發展,PC 子系統設計的新典範是提供預先配置且預先驗證的無風扇 PC 子系統。使用無風扇 PC 的優勢非常顯著:
- 故障率降低,無需更換濾網(無散熱風扇)
- 更高的防護等級(無通風開口)
- 更高的可靠性,更不易受衝擊/振動影響(無移動部件)
- 非常緊湊的外形尺寸(無需內部氣流和散熱風扇空間)
所有這些優點在工業應用中都非常重要;在這些應用中,操作溫度、灰塵、碎屑、衝擊和振動等環境條件比商業應用更為嚴苛。透過製造商提供的預先驗證 PC,系統工程師現在可以放心地選擇
無風扇 PC,因為他們知道它將滿足他們的需求和要求。
無風扇電腦設計的模組化方法
嵌入式應用具有各種不同的要求。製造商提供多樣化的選擇非常重要,以便支援更多應用。然而,這也意味著所有變體都需要進行驗證。如果未仔細提前規劃,製造商的開發成本可能會迅速增加。模組化方法是最大化靈活性並降低客戶開發成本的方法。此過程通常從選擇一系列具有不同性能水準和相似散熱要求的處理器開始。一旦處理器的散熱要求確定,下一步就是設計具有適當散熱解決方案的主機板外形尺寸。通常,寬廣的溫度範圍(-20 ~ 70°C)是工業應用的目標操作溫度。對於無風扇設計,散熱器需要靠近處理器。由於無需額外的散熱風扇或氣流空間,因此外形尺寸可以非常緊湊。在主機板設計之後,製造商可以透過為客戶提供不同的 I/O 和擴充選項進行創新。這透過板載擴充插槽(如 min-PCIe 或新的 NGFF)完成。一些常用的 I/O 選項可以開發成標準模組,這些模組可以根據應用程式的要求進行混合和搭配。各種 I/O 選項可以是 COM 埠、乙太網路埠、數位或類比 I/O、CAN 匯流排等。此外,一些製造商可能會定義特殊的 I/O 連接器,以便多個模組可以堆疊在一起,而無需使用電纜進行 PCBA 之間的連接。可以設計具有相同佔用面積但不同機箱高度的機箱,以容納機箱內不同數量的 I/O 模組。最終產品將採用主機板和各自的散熱解決方案與無風扇機箱整合。以這種方式製造產品的優點是能夠允許配置不同的 I/O 模組,以支援許多不同應用程式的 I/O 要求。

[具有不同高度的相同機箱尺寸,以適應模組化無風扇 PC 設計中的不同 I/O]
模組化平板電腦
同樣的概念可以進一步擴展到平板電腦。平板電腦的顯示模組是一個帶有預定義顯示器和 I/O 連接器的模組。另一個處理器模組連接到顯示模組的背面,並透過 I/O 連接器將電子設備連接到顯示模組。顯示模組可以有不同的尺寸並實現不同的觸控技術。處理器模組還可以支援不同的處理器和 I/O 擴展。
靈活、具成本效益且快速交貨
無風扇電腦設計中的模組化方法使製造商能夠提供更廣泛的選擇,以支援各種應用。反過來,企業也將獲得無風扇技術和模組化設計的所有優勢。這些優勢包括節省空間、提高可靠性、更經濟的選擇以及改善的供應鏈。