PICMG發表針對嵌入式系統平臺管理的COM-HPC接口規范，目的為協助邊緣服務器工程師遠程管理系統。例如當系統當機時，IT管理員可按下重置按鈕，發揮與親臨車間或其他場所相同的效果。該規范專為以COM-HPC嵌入式計算機模塊為基礎的邊緣計算機而設計，旨在簡化維護及提升服務質量。

對IT管理員來說，其標準功能涵蓋了頻外管理的遠程管理能力，其中包括在無須親臨服務器機房的情況下，即可監控系統功能、安裝更新與修補程序以及故障排除。

大多數IT服務提供業者的標準做法，是遠程訪問客戶本地服務器或進行云端托管。隨著新的PICMG COM-HPC接口規范問世，支持這項行之有年做法的遠程管理功能，將延伸至邊緣服務器與網關伺服層技術。邊緣服務器與網關伺服層技術實現了數字化及工業物聯網（IIoT），但需要遠程管理功能彌補商業級IT與工業級營運科技（OT）間的落差。

而以嵌入式計算機模塊為基礎去設計邊緣層平臺的工程師，通常會希望透過客制化滿足特定需求，進而執行這些功能。PICMG特別針對這項需求，推出了適用于系統管理的COM-HPC子規范，且為了不造成重工，部分子規范將使用智能型平臺管理接口（IPMI）規格。接下來讓我們更深入探究系統管理接口專用的COM-HPC子規范，了解其規范對COM-HPC設計有何幫助吧。

這項工作之所以以IPMI為基礎，是因為IPMI自1998年提出后，經過2001年與2004年的陸續改版后達到穩健狀態，而受到廣大使用者接納。PICMG小組委員會也采用了以表現層狀態轉換（RESTful）API為基礎的Redfish規范，并持續發表新功能。


 
圖1 : COM-HPC標準專為全新邊緣運算層設計，采用分布式架構，因此這項全新IT層級服務，提供了業者需要具備類似分布式本地或云端設備的全方位遠程管理功能。

長久性與穩定性至關重要
IPMI規范定義了監控管理計算機子系統的協議、接口與架構，對描述底層硬件以及從板載管理控制器（BMC）接收和傳送訊息的格式進行了標準化。 IPMI訊息可透過網絡傳送至遠程系統BMC，或從BMC傳送至電源等本機子系統。這種傳送IPMI訊息的靈活性，使其可將復雜的管理任務劃分為數個子區域。訊息可查詢硬件當前狀態，或命令BMC行動，如指示提升系統散熱效果、要求系統重開機，或讀取傳感器。將管理任務卸除至專用實體硬件組件，可減少主機硬件與操作系統負擔。IPMI規范也將系統管理與主要平臺脫鉤，即使在主要平臺停機時，仍可執行系統管理功能。上述功能讓IPMI規范成為管理服務器硬件的真實標準。規范開發人員刻意將必要的命令簡潔化，以避免誤解的可能性，進而確保規范的長久可用性。

IPMI規范的彈性框架可在原有強制及選擇性命令之外，新增新的網絡功能（NetFn）與指令。這種自由度已讓許多產業工作團體受益，使其得以定義自身特定網絡功能及命令，應對在制定規范時未曾想到的技術與功能。



 
圖2 : IPMI呼叫可透過網絡傳送至遠程系統或本機子系統。于大多數情況下，系統模塊化是為了將IPMI功能延伸至子系統（如嵌入式計算機模塊）。

各種遠程管理選項
對嵌入式計算機模塊系統而言，彈性框架讓新增遠程管理所需的調整更為簡單。一項關于COM-HPC嵌入式EEPROM（EEEP）的調整，EEEP包含供貨商信息、內存插槽、連網功能等，這些信息大致與IPMI現場替換單元（FRU）中所儲存的信息相同。為避免復制本數據，COM-HPC遠程管理功能也涵蓋了IPMI裝置如何將EEEP裝置中，儲存信息植入FRU的相關建議。

有鑒于COM-HPC模塊市場龐大，包括遠程數據中心、霧端／邊緣服務器與遠程安裝，擁有彈性的遠程管理選項是相當重要的。此外開發人員也應考慮該規范對IPMI提供給模塊及載板的支持成熟度的要求是截然不同的；模塊的IPMI成熟度范圍包括未受管理模塊（M.U）、基本管理模塊（M.B），到完全管理模塊（M.F）。載板程度則為未受管理（C.U）到管理載板（C.M）。規范中詳列各種差異，但本階段最重要的是了解這些模塊與載板的互操作性不受影響。COM-HPC IPMI規范讓各類載板在各種模塊中正確運作。

關鍵在于靈活性
PICMG COM-HPC IPMI小組委員會體認到，一體適用的解決方案無法符合各種情況所需的基本管理功能，因此才會有使用于如控制系統開啟／關閉，或告知系統取得網絡信息等任務的若干模塊與載板設計的結合。

舉例來說，使用搭載達4個模塊的單一載板工作時，讓個別模塊具備獨立完整的管理功能更能提升效率。不過，載板上完全成熟的IPMI執行可對其他情況產生效益，不論模塊是否是在受到管理的條件下，皆能對特定功能進行客制化。當然，一定也會有系統設計人員不想要管理功能，或是只想要最少的管理功能。因此，最重要的是所有模塊管理層間的互操作性。


 
圖3 : 盡管模塊及載板的IPMI支持成熟度不盡相同，但仍保留可互操作性，以實現各種系統設定─從搭載4個管理模塊的單一未受管理載具，到搭載未受管理模塊的管理載具。

靈活管理控制平臺
IPMI可存取越多的系統資源，功能就會越強大。這種存取與電源間的關系，便是新的COM-HPC規范具備數個特定接口，并提供最全方位系統管理功能的原因。首先是智能型平臺管理總線（IPMB）接口，讓載板BMC得以存取模塊管理控制器（MMC）。但規范不僅限于此總線，專用的獨立PCI Express通道便是特別針對載板BMC的一款新接口，包含了圖型控制器并加以驅動。IPMI專用的其他接口包括I2C接口、USB端口，以及電源鈕控制。這些專用IPMI通道亦可透過BMC遠程訪問，讓系統管理員幾乎可完全控制平臺行為，實現最佳QoS、最少停機時間，與最高效的遠程維護。以下為數個范例：
? I2C接口可用于存取模塊上的EEEP數據。
? USB端口可用于仿真如鍵盤與鼠標，或DVD光驅等USB裝置。
? 電源控制可用于遠程啟動／關閉系統。
? 當BMC執行其他平臺初始化時，電源控制可用于延遲系統開機。

新的PICMG COM-HPC子規范藉此為全方位IPMI平臺管理功能奠定基礎，工程師可開始思考建置IPMI的硬件設計構想。于此同時，模塊供貨商與其合作伙伴可建置BMC與MMC，例如使用SP-X及（或）OpenBMC等開源標準韌體。

OpenBMC為Linux發行版，適用于服務器、置頂式交換器、RAID設備與其他裝置中的管理控制器。OpenBMC適用于次世代以COM-HPC為基礎的系統，利用Yocto、OpenEmbedded、systemd與D-Bus，讓平臺客制化更為輕松。具備與DCMI的完整IPMI 2.0兼容性，并搭載如電力、冷卻、LED、庫存、活動與監視器等主機管理功能。OpenBMC并提供各種接口選項，從遠程KVM、以SSH為基礎的SOL、以網絡為基礎的用戶接口，到REST以及以D-Bus為基礎的接口。工程師可受益于硬件仿真及自動測試功能，而對各種BMC/BIOS映像的代碼更新支持則讓最近功能集更為完整。


結論
對系統建置人員來說，PICMG COM-HPC嵌入式計算機模塊規范的主要優勢，是在于盡管此為全新規范，但卻涵蓋了成熟的IPMI與Redfish管理技術并加以創新，而這無疑將成為接納PICMG新COM-HPC嵌入式計算機模塊規范的動力。

（本文作者Aaron Pop為康佳特資深軟件工程師；David Wise為AMI資深軟件工程師；Jessica Isquith為PICMG總裁）