预集成软硬件技术栈正推动工作负载整合走向普及，这一主题值得展开深入探讨。此前，OEM 厂商因顾虑开发复杂度，一直对工作负载整合技术持观望态度。本文将深入剖析这些顾虑，并阐释集成解决方案平台如何助力企业破除障碍。
工作负载整合的落地难点
从历史实践来看，工作负载整合曾面临一系列技术与组织层面的难题，这些难题一度被视为无法逾越的鸿沟。其中，迁移复杂度是被提及最多的顾虑。将系统架构从多套独立硬件平台，迁移至整合式架构，需要进行周密规划与全面验证。技术人员必须重新评估资源需求，并重验系统级的时序逻辑与输入输出（I/O）交互流程，以确保系统在虚拟化环境下稳定运行。
资源争用问题—— 通常被称为 “吵闹邻居” 效应 —— 是另一大痛点。当多个工作负载共享处理器内核、内存或输入输出接口时，任务之间很可能产生相互干扰。如果缺乏有效的资源分区与调度机制，实时性任务的执行可能出现抖动、延迟，甚至错过任务截止时间。
安全性与合规性则带来了更多挑战。整合式平台往往需要同时承载多种风险等级截然不同的工作负载，例如将联网的人机界面（HMI）与高可靠性的实时控制任务部署在同一系统中。这种混合部署模式大幅提升了整体系统的安全防护难度。合规性要求同样是一大顾虑，在监管严格的行业中，这一问题尤为突出。
此外，前期投入成本也是不容忽视的门槛。工程研发时间、软件授权费用以及系统集成工作量，会形成较高的准入壁垒。尤其是在碎片化的生态体系中，硬件、操作系统、虚拟机监控程序与中间件供应商的方案往往无法无缝兼容，进一步加剧了这一问题。
集成平台如何支持工作负载整合
许多传统上与工作负载整合相关的挑战，现在正通过集成的硬件和软件平台得到解决。这些解决方案平台从零开始设计，支持实时环境中的虚拟化，将计算模块、预配置的虚拟机监控程序和流行的作系统（OS）整合到一个经过验证的单一栈中（见图）。
OEM现在可以利用专为工作负载整合设计的应用就绪解决方案平台，如conga-aCOM/cRLP平台。这是一个COM-HPC客户端尺寸A模块。
对于OEM来说，这种新方法显著降低了工作量和风险。工程团队无需投入时间在底层集成上，而是专注于利用工作负载整合的优势。
以资源优化为例。由于解决方案级平台的组件设计成协同工作，它们提供了更可靠的方式来实现可预测的性能。这些平台还可以预配置以隔离实时和非关键工作负载，从而最大限度地减少“邻居噪声”问题的风险。
集成平台还提供预先验证的安全和合规功能，如安全启动机制、可信执行环境以及定期安全更新。通过提供已知良好配置，这些系统简化了受监管行业的认证流程，并降低了配置错误的风险。
此外，预集成支持可扩展性和生命周期管理。通过协调的固件、中间件和作系统更新，OEM厂商获得了更易维护且随时间演进的解决方案。这在长生命周期应用中尤为重要，因为稳定的性能和持续支持至关重要。
简而言之，集成平台有助于消除许多曾经让工作负载整合困难的障碍。结果是部署路径更快，开发流程更可预测。
集成平台系统设计
集成工作负载整合平台基于模块化架构，为广泛的应用提供了坚实的起点。表中展示了一个具有代表性的平台示例。它包含高性能计算模块、实时虚拟机管理程序、商业作系统和预集成中间件以加速开发。
集成解决方案平台的典型例子。硬件是基础
该方法的基础是基于COM-HPC等开放标准的模块上计算机（COM）。这些COM以高性能CPU（如第13代英特尔Core处理器）为核心，提供现代工作负载所需的性能和扩展性。为确保热稳定性，这些平台可集成主动热管冷却方案。
一块容量大的128GB NVMe固态硬盘（SSD）可满足多种工作负载，而16GB支持错误更正码（ECC）的DDR5 DRAM则确保了可靠的性能。为支持高吞吐量和确定性数据路径，COM模块还应提供先进的网络选项，如支持10 GbE和安全关键域的隔离接口。
预集成和预配置软件
在软件层面，虚拟机监控程序已预先集成并预配置了隔离的虚拟机（VM）。这使得实时作系统和通用作系统能够并行运行，不受干扰。通常支持商业作系统选项，如Ubuntu Pro和工业级实时Linux发行版，提供长期支持并降低集成风险。
中间件崭露头角
支持硬件和软件栈的是用于物联网连接、人机界面开发和网络安全等关键功能的库和工具。对于更大或更动态的系统，OpenStack、VMware vSphere 或 Kubernetes 等编排平台也可用于更高效地管理和部署工作负载。
这些构建模块共同构成了一个可扩展、经过验证的解决方案平台，简化了系统集成，同时为复杂的嵌入式设计提供了所需的灵活性。
单平台混合临界系统
集成平台消除了许多传统上工作量整合的障碍。因此，OEM现在可以在单一平台上部署复杂的混合关键性系统——结合实时控制、AI分析和互联接口——以更高的信心和降低开发开销。对于那些一直犹豫采用虚拟化的OEM来说，现在正是重新考虑这项强大技术优势的时候。
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