【導讀】工業計算機面向的客戶都是工業和軍事，所以要求計算機的性能更高，需要有長期的技術支持和更長的壽命周期，這就要求計算機的主板性能極佳。那么工業計算機的主板該如何選型？有哪些竅門？本文就來一一解析。
基于ATX型式、iX86主板的服務器或工作站，其工業和軍事用戶，對性能要求極高，而且需要獲得更長的壽命周期和長期技術支持，因此選擇合適的主板，不僅僅是選擇一個具有長壽命周期的產品。為了在系統的整個壽命周期內獲得最好的性能和可升級性能，需要選擇合適的芯片組和處理器。在選擇標準中，應當比較不同主板的嵌入式解決方案、期望的壽命周期和可升級性能。
主板，I/O性能
對于工業和軍事應用來講，I/O要求可能不僅僅是USB、存儲設備以及顯示設備連接。很多應用使用并行處理器或專用I/O擴展卡，這都需要PCI或PCIe連接以便實現最優性能。選擇系統，具有合適的插槽，這是最基本的要求。很多情況下，老的I/O板卡只提供PCI接口，這必須與新系統適應。
PCI/PCIe帶寬由處理器和芯片組所支持的規格書版本號碼來控制。目前最高的帶寬由PCIe3.0規格提供。帶寬還受數據路徑寬度的限制。最大的PCIe數據量為16路，而最小則為1路。最常用的是X1、X4、X8、和X16。PCIe擴展槽的數量取決于PCH以及處理器所提供的端口數量。英特爾酷睿和英特爾至強處理器所提供的PCIe控制器在控制器內部。和處理器以及內存緊密耦合在一起，這些基于處理器的PCIe控制器能夠比基于PCH的控制器提供更高的帶寬。
系統收集大量數據，而這些數據經常需要以實時處理和顯示給操作員。多個圖片處理器（GPU），比如特斯拉板，能夠提供所需要的動力，但仍需要較高帶寬以便實現與系統板卡之間高效率的接口。處理石油勘探地震數據，則是另外一個從多個GPU板卡獲益的數據密集型的應用。
圖1英特爾酷睿和至強處理器的PCIe配置。
圖1顯示的系統是至強雙核工業計算機，帶有4個X16PCIe3.0擴展槽，這樣雙倍空間，可以容許安裝多達4個GPU加速處理器卡件，在機架式安裝的計算機上實現可與大型機媲美的強大計算性能，而計算機可以安裝在世界上任何位置。
安裝機架式鍵盤、顯示器以及不間斷電源（UPS），組成一個完整的計算站。由于部件經過精心選擇，可以長期供應，這樣可以確保在很多年都能保持系統與現有軟件的匹配。
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處理器和芯片組性能
商業計算機系統基于現有的iX86架構技術，其更新換代的周期大概在6個月。計劃使用同樣架構技術的工業或軍事用戶，則期望的周期為2年或者更長，這樣其所有部件都可以獲得長期穩定的供應，從而可以確保產品的穩定供應。所有產品最終都會有使用壽命，但是這應該是一個計劃有序的過程，允許對其進行升級換代。對軍事系統而言，更是圍繞著一系列硬件來定義和編制文檔的。變更文檔以及重新選擇滿足質量要求的硬件來代替處于壽期末的主板，可能會花費數十萬美元。
選擇處理器及其支持芯片組所依據的不僅僅只是單純的原始性能參數。還必須考慮I/O和內存需求。如果一個設計只需要有限的I/O或最低的I/O性能，選擇英特爾的奔騰處理器就可以了。但是，如果需要多個x16PCIe通道，那最佳的選擇就是英特爾至強處理器，如果還需要更強的性能，那就選擇雙核至強處理器。
圖2用于奔騰處理器的英特爾芯片組的生命周期。
最初，英特爾為奔騰系列應用提供了具有三個芯片的方案：一個處理器、北橋和南橋。北橋提供內存接口和PCI接口，南橋提高低層級的I/O功能。英特爾在2008年發布了其最新結構的“酷睿”處理器，可以在處理器內實施內存控制，從而可以提高性能。南橋被重新命名，并發布了一個新的、能提供I/O功能的芯片：平臺控制器集線器（PCH）。PCH包括顯示控制器和I/O功能。
在2010年，隨著Q57系列PCH芯片的發布，英特爾公司開始為PCH部件提供長期支持。圖1展示的是目前現有PCH系列芯片的大事時間表。英特爾公司為嵌入式應用所提供的產品清單上所列的每個PCH部件，都有5到7年的壽命周期。英特爾公司會在產品壽期末真正到來之前的18個月，發布產品的壽期末及最后采購日期。
每個主板供應商和系統提供商將會和英特爾公司合作，確定主板或系統的壽期末。英特爾公司發布的嵌入式產品路線圖，可以提供期望的產品壽期時間軸。也許你聽說過某處理器在“在嵌入式產品路線圖上”，那就表明這個產品還可以使用多年。一般每個處理器都會有不同的處理器速度規格，但是某個特定處理器只會有一個或兩個處理器速度規格會出現在嵌入式路線圖上。
隨著新I/O規范的發布，英特爾公司發布了新PCH部件來實現更快的I/O能力。Q77增加對了USB3.0功能的支持，Q87則增加了對PCIe3.0的支持。每個PCH版本都會與某個英特爾奔騰處理器的發布相對應。
考慮使用Q57作為其第一代產品的酷睿處理器，表格列出了每個PCH家族所使用的處理器技術。難點在于如何為特定應用選擇恰當的處理器和I/O性能組合。Q57系列PCH目前仍在供應，但是沒有USB3.0、PCIe3.0以及最新的顯示技術，該部件不會推薦給新設計使用。Q57仍然會供應大概2年的時間，因此它仍然被用于現有應用的升價換代產品。
表格顯示的是英特爾奔騰處理和PCH家族譜系。
