Сравнение одноплатных компьютеров 2018: Выпущен крошечный компьютер дешевле и лучше Raspberry Pi 4. Видео

Сравнение популярных одноплатных компьютеров для учебы

Одноплатные компьютеры создавались как бюджетные системы для обучения информатике, но впоследствии оказалось, что благодаря наличию универсальных портов (GPIO, UART)  они могут применяться в робототехнике и любых проектах, требующих программного управления электроникой.

Предлагаем вашему вниманию обзор трех популярных одноплатных компьютеров, предназначенных как для образовательных, так и для прикладных задач.

ODROID XU-4 ODROID XU-4 – последняя версия микрокомпьютера компании Hardkernel. Плата базируется на новом микроконтроллере Samsung Exynos 5422 (4 ядра Cortex-A15 2,1 ГГц и 4 ядра Cortex-A7 1,5 ГГц). В качестве особенностей следует отметить наличие графического ускорителя Mali-T628MP6, 2 Гб оперативной памяти DDR3, порта Gbit Ethernet, 2 портов USB 3.0 и одного USB 2.0. Память внешняя, на microSD-карте, предусмотрен слот для подключения модулей памяти eMMC 5.0 емкостью до 64 Гб. Микрокомпьютер поддерживает различные операционные системы, основанные на Linux, включая Ubuntu 16.04, Android 4.4 KitKat, 5.0 Lollipop и 7.1 Nougat. В качестве минуса ODROID XU-4 можно отметить малое количество драйверов для  подключения дополнительных модулей. Но есть и огромный плюс – это очень быстрый микрокомпьютер с восьмиядерным процессором и двумя гигабайтами оперативной памяти.

BeagleBone Black Rev C BeagleBone Black Rev C от компании Circuitco. Новая версия популярного миникомпьютера BeagleBone-Black получила микропроцессор AM3358BZCZ100 на базе ARM Cortex-A8 от TI, работающий с частотой 1 ГГц. На борту имеется 4 ГБ встроенной eMMC памяти и ROM 512 МБ DDR3L. Плата поставляется с операционной системой Debian и готова к работе «прямо из коробки». Кроме предустановленной ОС можно установить Angstrom, Gentoo, Android и др. На плате установлены наиболее востребованные интерфейсы, обеспечивающие взаимодействие с внешними устройствами – Ethernet, USB Host и OTG, слот для MicroSD карты, последовательный порт, HDMI, JTAG (без разъема). Стоит обратить внимание, что  BeagleBone Black Rev C имеет слабый одноядерный 32-разрядный процессор и всего 512 Мб RAM, зато он располагает встроенной памятью eMMC на 4 Гб. Это позволило создать микрокомпьютер с предустановленной ОС – он сразу готов к работе.

Raspberry Pi 3 Model B+ Raspberry Pi 3 Model B+ – самый мощный миникомпьютер платформы Raspberry. На плате установлен 4-ядерный процессор Broadcom BCM2837B0 с тактовой частотой 1.4 ГГц. Беспроводные адаптеры поддерживают быстрый Wi-Fi в диапазонах 2.4 и 5 ГГц и Bluetooth 4.2 с увеличенной пропускной способностью и повышенной защищенностью. Есть четыре порта USB 2.0, а также быстрый порт Ethernet (с максимальная пропускной способностью 300 Мбит/с), полноразмерный порт HDMI и слот для карты microSD. Преимуществами Raspberry Pi 3 B+ является поддержка различных ОС, включая Windows IoT и модернизированные адаптеры беспроводной связи. Из особенностей  следует отметить медленную оперативную память и реализацию USB-портов через встроенный хаб.

 

Производители: Embest, Odroid, Raspberry Pi Foundation

Разделы: Микроконтроллерные платы

Опубликовано: 28.08.2018

Представлена уменьшенная версия Raspberry Pi 3

Raspberry Pi Model 3A+

Raspberry Pi Foundation

Британская компания Raspberry Pi Foundation объявила о разработке уменьшенной версии одноплатного компьютера Raspberry Pi Model 3B+. Согласно записи в блоге компании, стоимость нового компьютера, получившего обозначение Model 3A+, составит всего 25 долларов, а его продажи планируется начать в декабре 2018 года.

Компьютер Raspberry Pi представляет собой плату с процессором, USB- и сетевым контроллерами, аудио и видео разъемами подключения и интерфейсной группой из 40 контактов для подключения дополнительного оборудования, например, видеокамер, датчиков освещенности или сервоприводов. Raspberry Pi часто используют в различных проектах самоделок.

Последняя модель Raspberry Pi — Model 3B+ — оснащена 64-битным процессором с ядром ARM Cortex-A53, работающим на частоте 1,4 гигагерца, чипом беспроводной связи Wi-Fi стандарта 802.11ac, Bluetooth 4.2, контроллером Ethernet и USB с четырьмя портами. На плате распаяна оперативная память объемом 512 мегабайт. 

Уменьшенная и упрощенная версия Raspberry Model 3A+ практически не отличается от версии Model 3B+. Новый компьютер лишился только контроллера Ethernet и USB-хаба. При этом один порт USB на одноплатном компьютере остался — он поддерживает загрузку с внешних флешек. Устройство имеет порты для подключения камеры и сенсорного экрана. Компьютер можно будет приобрести как отдельно, так и вместе с корпусом.

Размеры Model 3A+ составляют 6,5 на 5,6 сантиметра. Для сравнения, Model 3B+ имеет в длину 8,5 сантиметра и ширину 5,6 сантиметра.

В марте текущего года компания Google представила открытый проект музыкального синтезатора на основе нейросетевого алгоритма NSynth. Он умеет создавать новые звуки из характеристик звуков нескольких существующих инструментов. Это устройство выполнено на базе Raspberry Pi Model 3B+.

Василий Сычёв

Обзор одноплатного компьютера NanoPC-T4 с прошивкой Android 7.1

NanoPC-T4 является одним из многих доступных сегодня RBC3399 SBC, и, в «обзоре», были рассмотрены два образца, отправленных нам компанией. До этого, нами были рассмотрены платы RK3399 с дистрибутивами Linux — «Проверка Debian и Linux SDK для платы VideoStrong VS-RD-RK3399 », а в из последних — «Обзор платформы для разработки AIO-3399J с Ubuntu 16.04». Но, в этом обзоре платы NanoPC-T4, переключимся на Android, в частности на Android 7.1, так как в планах опробовать Android 8.1 на Firefly-RK3399, что позволит сделать интересное сравнение двух   версий ОС, прежде чем перейти на Linux с платой Pine64 RockPro64, которую мы получили вчера.

Первая загрузка с платой для разработкой NanoPC-T4

В первой части обзора мы уже собрали плату, поэтому просто добавим две антенны WiFi, дополнительную плату USB для последовательной отладки и подключим различные аксессуары и кабели слева направо: USB-клавиатура и мышь, кабель HDMI для 4K TV, USB 3.0, Ethernet-кабель и адаптер питания. А также подготовим RF-донгл для воздушной мыши MINIX NEO A2 Lite, так как мы будем использовать ее позже в обзоре.

Также есть порт USB тип C с поддержкой данных и поддержкой альтернативной платы DisplayPort, но не будем тестировать его в рамках данного обзора просто потому, что уже тестировали его с помощью адаптера MINIX NEO C Plus USB-C и удалось подключить два дисплея HDMI через порт USB тип C и управляемые аксессуары, такие как флешки и мышь. Единственная серьезная проблема, с которой мы столкнулись, заключалась в том, что порты USB-C и HDMI не могут работать одновременно. Но, к комментариях, один из пользователей отметил, что это связано с тем, что прошивка по умолчанию соответствует HDMI и eDP, и можно изменить файл дерева устройств, чтобы одновременно работать с HMDI и DisplayPort через USB-C:

У меня такая же проблема с другим адаптером USB-C-HDMI. На NanoPC-T4  по умолчанию настройки — «HDMI + eDP», поэтому я изменяю файл dts на конфигурацию «HDMI + DP», VOP_LIT (2K) для HDMI и VOP_BIG (4K) для DP, и все отлично работает.

Нам не удалось пока подробно изучить его, но об этом будет отдельный пост, если позволит время.

Назад к первой загрузке … Когда вы подключаете питание, ничего не происходит. Это потому, что вам нужно нажать кнопку питания справа от разъемов антенны для загрузки платы. Если вы собираетесь использовать последовательную консоль, параметры подключения являются типичными — для устройств Rockchip — 1 500 000 бит/с 8N1 без управления потоком.

Во-первых, игнорировать вертикальную линию просто проблема с LG 4K TV, используемым для написания обзора. Во-вторых, что-то выглядит не слишком хорошо, так как в панели запуска Android не отображается правильный ландшафтный режим. Смотрим настройки и меняем ориентацию дисплея, но потом, замечаем, что выход HDMI ограничен только 1080p.

Поэтому, проверяем версию прошивки: 1 мая 2018 года. Уже август, так что должна быть более новая прошивка.

Обновление прошивки Android в NanoPC-T4

Перейдя на Wiki , мы найдем список прошивок для NanoPC-T4, а для Android нам удалось найти только образ «eflasher» для Android (rk3399-eflasher-20180728-android.img.zip) для платы, что это? У Rockchip уже есть много возможностей для записи прошивки на плату или устройство: OTA через сетевую или микро SD-карту, графические инструменты для прошивки через USB-порт для Windows или Linux, инструменты командной строки для Linux и другие инструменты для создания загрузочного образа.

eFlasher — еще один способ, при котором загрузочная карта micro SD включает такие инструменты, как Win32DiskImager, dd или Etcher, а при загрузке запускает программу обновления для прошивки встроенного программного обеспечения во внутреннюю флеш-память.

Используем Etcher, так как он проверяет карту micro SD после загрузки. Затем просто вставляем карту micro SD в плату и зажимаем кнопку более 1,5 секунд.

Через несколько секунд приложение начнет загружаться. Теперь используйте воздушную мышь или USB-мышь, чтобы щелкнуть логотип «Android 7» …

… Появятся некоторые сведения о прошивке, и вы можете нажать «Далее», чтобы начать процесс.

Это заняло около 2 минут, и по завершении он автоматически перезагрузится. Проблема с дисплеем решена.

Android Инфо и настройки

В настройках также можно выбрать разрешение 4K UHD, такие как 3840 × 2160 при 60 Гц или 4096 × 2160 при 24 Гц и даже дробная частота обновления, такая как 59,94 Гц или 23,98 Гц.

Помимо разрешения HDMI, также имеется возможность «Масштабирования экрана» для настройки возможных проблем с избыточным разрешением и смены HDMI при повороте экрана 0, 90, 180 или 270º.

Посмотрим на некоторые другие настройки, чтобы отметить интересные детали.

В текущей прошивке не так много настраиваемых опций. Параметры Ethernet, VPN, Tethering & portable hotspot можно найти в разделе More в Wireless & networks

Хранилище показывает, что используется  3.03 Гб из 14.56 Гб во внутреннем разделе общего хранилища, и система может монтировать разделы EXT-4 и NTFS на нашем жестком диске, но не BTRFS и exFAT. Это довольно просто настроить SDK (ядро Linux), чтобы включить обе файловые системы. FAT32 также поддерживался на карте micro SD.

В разделе About показано, что обновленная прошивка по-прежнему основывалась на Android 7.1.2 и Linux 4.4.83 и с тем же уровнем исправлений безопасности, установленным 5 апреля 2010 года.

Предустановленные приложения включают Play Store и RKMC, Kodi 16.1 с оптимизацией для процессоров Rockchip.

Устанавливаем оба DevCheck и ES File Explorer, см. скриншот выше, все остальные уже установлены. Также есть помощник SerialPort, который может быть полезен для управления коммуникационными USB-донглами или PCIe-картами с помощью AT-команд.

Если вам нужна дополнительная информация о системе, проверьте сообщение об установке DevCheck, написанное с помощью NanoPC-T4 в качестве тестового устройства.

Воспроизведение видео

Проведем испытания с 1080p и 4K видео с помощью RKMC-приложения, которое поставляется с некоторыми предустановленными надстройками, такими как Navi-X, Netflix, YouTube, FTV Guide и т. д.

Перед воспроизведением видео изменяем некоторые настройки для автоматического переключения частоты кадров и включаем аппаратное декодирование VP9 (которое по умолчанию было отключено).

Воспроизводим видео из разделов NTFS накопителя, подключенного к порту USB 3.0 платы, начиная с некоторых образцов Linaro media + Elecard:

• H.264 кодек/MP4 container (Big Buck Bunny) – 1080p – OK
• MPEG2 кодек/MPG container – 1080p – OK
• MPEG4 кодек, AVI container – 1080p – OK
• VC1-кодек (WMV) — 1080p — OK
• WebM/VP8 — 1080p — ОК
• H.265 кодек/ MPEG TS container – 1080p – OK

Все видео были декодированы с помощью RKCodec (аппаратное декодирование видео), поэтому Core 4/5 (2x Cortex A72) практически не использовался. Однако автоматическое переключение частоты кадров не работало, и все видео воспроизводилось с использованием видеовыхода 2160p60.

Продолжим:

• Club-4K-Chimei-inn-60mbps.mp4 (H.264, 30 fps) — ОК
• sintel-2010-4k.mkv (H.264, 24 fps, 4096 × 1744) — ОК
• Beauty_3840x2160_120fps_420_8bit_HEVC_MP4.mp4 (H.265) – OK
• BT.2020.20140602.ts (Rec.2020 compliant video; 36 Mbps; 59.97 Hz) – только аудио, остается в UI.
• big_buck_bunny_4k_h364_30fps.mp4 – OK
• Fifa_WorldCup2014_Uruguay-Colombia_4K-x265.mp4 (4K, H.265, 60 fps) – OK
• Samsung_UHD_Dubai_10-bit_HEVC_51.4Mbps.ts (10-bit HEVC / MPEG-4 AAC) – OK
• 暗流涌动-4K.mp4 (10-bit H.264; 120 Mbps) – OK большую часть времени, но некоторые аудио обрезаны и искажения в некоторых сценах
• tara-no9-vp9.webm (4K VP9 YouTube video @ 60 fps, Vorbis audio) – OK
• The.Curvature.of.Earth.4K.60FPS-YT-UceRgEyfSsc.VP9.3840×2160.OPUS.160K.webm (4K VP9 @ 60 fps + opus audio) – в основном OK, но некоторые сцены не 100% гладкие (как на многих других телевизионных приставках).

Имейте в виду, что RK3399 НЕ является ТВ-чипом, поэтому он не поддерживает некоторые функции, такие как HDR (High Dynamic Range), найденные в последних медиапроцессорах.

Попробуем также YouTube, видео с разрешением ниже 1080p не воспроизводится.

Единственная проблема заключается в том, что элементы управления и видеозаписей сверху, в центре и внизу не скрываются даже через несколько минут. Это, вероятно, просто глупая ошибка, которая будет исправлена ​​в предстоящей прошивке.

DRM Info показывает, что включен только ClearKey CDM, нет Google Widewine или Microsoft Playready. Их не следует ожидать в платах для разработки.

Возможно, можно получить Widewine Level 3, так как это бесплатный вариант. За другие вам придется заплатить, но мы не знаем, как это в деталях.

Тесты NanoPC-T4

Проведем некоторые тесты, начиная с Antutu 7.1.

NanoPC-T4 достиг 70 657 баллов. Обратите внимание, что это не может сравниться с результатами Antutu 6.x, и у нас нет многих результатов Antutu 7.x. Для справки, планшет Onda V18 Pro на базе процессора Allwinner A63 с четырьмя ядрами Cortex A53 с частотой 1,80 ГГц получает 55 000 баллов.

Проведем проверку производительности 3D с помощью 3DMark. Дополнительные результаты Ice Storm: 7 566 баллов. Довольно низкий показатель,  по сравнению с ТВ-приставками Vorke Z3 и Yundoo Y8 RK3399, которые имеют около 9 700 — 9 900 баллов.

Также запускаем проверку Sling Shot Extreme, который сообщает, что Vulkan не поддерживается, поэтому тест был запущен с использованием OpenGL ES 3.1. Напротив, у нас нет большого количества данных по этому тесту. Так как запускался нами он только на смартфоне Vernee Apollo Lite с процессором MediaTek Helio X20. Оценка: 995 баллов.

Производительность хранилища

Приложение для сканера A1 SD обычно является достойным приложением для получения последовательных данных о скорости работы, но, по каким-то причинам, попытки получить значения скорости записи были безуспешны, и пришлось повторять тесты несколько раз.

Результаты для USB 3.0 и внутреннего хранилища:

• USB 3.0 EXT-4 — чтение: 86.80 МБ / с; запись: 90,61 МБ / с
• USB 3.0 NTFS — чтение: 95,10 МБ / с; запись: 49.42 MB / s
• Флэш-память eMMC — чтение 106,54 МБ / с или 148,78 МБ / с, там есть какая-то изменчивость …

Таким образом, USB 3.0 EXT-4 примерно соответствует механическому жесткому диску, а скорость чтения USB 3.0 NTFS также в порядке, но скорость записи может быть лучше. Результаты флэш-памяти eMMC являются неполными, но последовательная производительность от 100 до 150 МБ/с довольно хороша для флэш-памяти eMMC на 16 Гб, хотя и не такая хорошая, как та, что на плате AIO-3399J, которая обеспечивает около 300 Мбайт/с (в Ubuntu ). Точная модель, используемая в NanoPC-T4, — чип встраиваемой флэш-памяти Samsung KLMAG1JENB-B041 emmc 5.1 (EOL) с теоретической скоростью 285 МБ/с (чтение) и 40 Мбайт/с (запись), а также случайным R/W 8K/10K IOPS. Не понятно, почему мы не приближаемся к 285 МБ/с с тестом A1 SD, но так было и на других устройствах Android.

Производительность сети – Gigabit Ethernet и WiFi AC

Используем iperf для Gigabit Ethernet и 802.11ac WiFi. Начнем с Gigabit Ethernet:

• iperf full duplex (оба направления одновременно)

[  6] local 192.168.1.10 port 51364 connected with 192.168.1.28 port 5001
[  6]  0.0-60.0 sec  2.80 GBytes   400 Mbits/sec
[  4]  0.0-60.0 sec  5.47 GBytes   782 Mbits/sec

Производительность совсем не максимальная. В предыдущих обзорах нам сказали, что это может быть связано с тем, что передача была передана ядрам Cortex A53 вместо ядер Cortex A72, но мы не знаем, как изменить это на Android.

• Только загрузка

[  4] local 192.168.1.10 port 5001 connected with 192.168.1.28 port 33232
[  4]  0.0-60.0 sec  6.40 GBytes   916 Mbits/sec

• Только скачивание

[  3] local 192.168.1.10 port 51414 connected with 192.168.1.28 port 5001
[ ID] Interval       Transfer     Bandwidth
[  3]  0.0-60.0 sec  6.50 GBytes   931 Mbits/sec

Но, если использовать только одно направление, тогда пропускная способность Gigabit Ethernet, в основном, максимальная. Так что проблем здесь нет.

и теперь WiFi 802.11ac:

[  4] local 192.168.1.10 port 5001 connected with 192.168.1.6 port 56962
[  4]  0.0-60.1 sec   601 MBytes  83.9 Mbits/sec

[ ID] Interval       Transfer     Bandwidth
[  3]  0.0-60.0 sec   912 MBytes   127 Mbits/sec

Обычно приближаемся к скорости 250 Мбит/с по сравнению с 802.11ac, в данном случае ожидался такой же результат производительности, особенно учитывая, что маршрутизатор теперь находится всего в одном метре от тестируемого объекта. Мы находились примерно в 3 метрах от стены толщиной ~ 10 см.

Разное

Игры

Мы играли в три игры, которые обычно показываем в обзорах ТВ-приставок:

• Candy Crush Saga
• Beach Buggy Racing с настройками максимального разрешения
• Riptide GP2 с настройками максимального разрешения

В Candy Crush Saga играем с клавиатурой и мышью, и, как и ожидалось, все шло гладко. Затем подключаем USB-донгл беспроводного геймпада Tronsmart Mars G01 к USB-порту рядом с портом HDMI на плате, и замечаем некоторые проблемы со стабильностью, геймпад часто терял сигнал. Меняем USB-порт на левый, и все, проблемы исчезли!

В Beach Buggy Racing играем в в течение 45 минут без проблем, и игра была супер гладкой. Затем переключаемся на Riptide GP2 еще на 15 минут, частота кадров больше похожа на 15-25 кадров в секунду, воспроизведение недалеко от совершенства. Однако детали графики выглядели выше, чем на аппаратных средствах нижнего ценового сегмента, основанных на процессорах с Mali-450MP. См. Снимок экрана ниже для справки.

При измерении температуры на стороне радиатора (не трогая акриловый корпус), и температура была 66 ° C. Переходим на CPU-Z, но в этом приложении нет температуры процессора/графического процессора, поэтому возвращаемся в DevCheck с графическим процессором и температурами процессора, составляющими 81 ° C и 80 ° C, примерно через одну минуту после выхода из игры.

Вероятно, здесь задействовано дросселирование, и для повышения производительности может потребоваться более мощный радиатор и/или вентилятор.

Bluetooth

Нам удалось подключить Android-телефон Xiaomi Mi A1 к плате и передать несколько фотографий на плату. А также подключить наушники X1T Bluetooth и посмотреть несколько музыкальных видеороликов. В обоих случаях проблем нет.

Потребляемая мощность

Наконец, измеряем потребление энергии в разных состояниях:

• Отключение питания — 0,1 ~ 0,2 Вт
• Режим ожидания — 1,4 Вт
• Idle — 6,3 ~ 6,4 Вт
• Выключение питания + USB HDD — 0,1 ~ 0,2 Вт
• Режим ожидания — 4,2 Вт
• Idle + USB HDD — 10,2 ~ 10,4 Вт

Это будет все на сегодня. Если вы заинтересованы в получении платы, вы можете приобрести ее за $ 109,99 + доставка на сайте FriendlyArm.

Выражаем свою благодарность источнику с которого взята и переведена статья, сайту cnx-software.com.

Оригинал статьи вы можете прочитать здесь.

Лучшие одноплатные компьютеры для Chrome OS и Android

Одноплатный компьютер (SBC) — это целый компьютер, встроенный в печатную плату. SBC поставляется с памятью, микропроцессором, входами и выходами. Хотя Raspberry Pi входит в число самых популярных и универсальных одноплатных ПК, это далеко не единственный вариант.

На большинстве SBC хорошо работают операционные системы Linux. Однако некоторые одноплатные компьютеры предлагают совместимость с Android и Chrome OS. Проверьте лучшие одноплатные компьютеры для установки Chrome OS и Android!

Зачем покупать одноплатный компьютер?

Одноплатный компьютер обычно стоит дешевле, чем покупка материнской платы большего размера. Частично это происходит из-за связанных компонентов. Это готовый к работе компьютер, просто добавьте операционную систему и носитель данных.

Кроме того, благодаря использованию меньшего количества печатных плат, SBC дополнительно снижает расходы. Наряду с низкой ценой, SBC имеют небольшое энергопотребление по сравнению с полноценными ПК. Однако одноплатному ПК не хватает вычислительной мощности традиционного настольного компьютера или даже множества ноутбуков. Таким образом, многие SBC сталкиваются с интенсивными задачами, такими как эмуляция игр Nintendo 64.

Кроме того, SBC, как правило, не имеют расширяемости, обнаруживаемой на более крупных печатных платах. Например, на Raspberry Pi 3 вы не можете обновить RAM, CPU или GPU. Тем не менее, одноплатные ПК являются идеальными проектными ПК для всего: от игровой консоли в стиле ретро до ПК с низким энергопотреблением (HTPC) и многого другого.

Как запустить Android или Chrome OS на SBC

Чтобы запустить Chrome OS или Android на SBC, вам понадобится несколько элементов. Во-первых, совместимый одноплатный компьютер. Если вы используете Chrome, вам потребуется Chromium OS. Это операционная система с открытым исходным кодом, которая выводит Chrome OS на SBC. К сожалению, это довольно много системных ресурсов и работает медленно даже на Raspberry Pi 3. Несмотря на свои недостатки, Chromium OS привносит удивительность Chrome OS в SBC.

Android на SBC достижимо несколькими способами. На Raspberry Pi и Odroid вы можете использовать RTAndroid. Другие доски, такие как Banana Pi, используют изображения, доступные на странице загрузок. ОС Phoenix и Remix OS также позволяют использовать Android на устройствах с архитектурой x86, что позволяет пользователям создавать собственные Android-ПК.

Это лучшие одноплатные компьютеры для ОС Android и Chrome.

Raspberry Pi 3

Полный набор для начинающих CanaKit Raspberry Pi 3 — 32 ГБ Samsung EVO +


Полный набор для начинающих CanaKit Raspberry Pi 3 — 32 ГБ Samsung EVO +
Купить сейчас на Amazon $ 74,99

Было бы упущением обсуждать лучшие SBC, не упоминая Raspberry Pi. В то время как конкурирующие платы имеются в большом количестве, Raspberry Pi — самый известный и популярный одноплатный ПК. Для запуска Android и Chromium вам понадобится приличный кусок вычислительной мощности. Таким образом, Raspberry Pi 3 рекомендуется вместо Zero или Model A (каковы различия?).

Используя Chromium OS, Raspberry Pi 3 работает под управлением Chrome OS, а с RTAndroid он совместим с Android. Кроме того, Pi работает под управлением операционных систем, включая Raspbian, RetroPie и Recalbox. Попробуйте эти советы, чтобы максимизировать производительность Raspberry Pi.

Odroid XU4

ODROID XU4 с активным кулером и блоком питания


ODROID XU4 с активным кулером и блоком питания
Купить сейчас на Amazon $ 89,95

Odroid XU4 оснащен 2 ГБ оперативной памяти DDR3 и процессором Exynos 5422. Odroid превзошел многие SBC, в том числе ультра-популярный Pi 3 в тестах производительности от Love Our Pi.

На Odroid XU4 вы можете запускать множество дистрибутивов, от Ubuntu до Kali Linux и даже Android. Это сверхмощный SBC, который хорошо работает как ПК и может передавать видео 4K. В сочетании с восьмиъядерным процессором вы получите феноменальную производительность XU4.

Udoo X86

С Android-x86, порт с открытым исходным кодом Android доступен для использования на Udoo x86. Эта плата остается совместимой с ОС Linux, Windows, Yocto и Chromium. Как сообщает Softpedia, Udoo x86 добился колоссального 10-кратного прироста производительности многопоточного процессора по сравнению с Raspberry Pi 3 в своих тестах Sysbench. Учитывая мощную вычислительную мощность, Udoo x86 является лучшим выбором в качестве одноплатного компьютера для работы с Chrome OS и Android.

BeagleBoard-X15

BeagleBoard-X15, оснащенный двухъядерным процессором Sitara AM5728 ARM Cortex A15 и четырехъядерным процессором Cortex-M4, представляет собой мощную SBC. Обладая 4 ГБ eMMC, выходом HDMI, 157 портами ввода / вывода GPIO, eSATA и 2 портами Ethernet 1 ГБ, X15 предоставляет широкий выбор возможностей подключения.

Более того, варианты программного обеспечения варьируются от Ubuntu, Fedora и openSUSE до FreeBSD, OpenBSD, Android и Windows Embedded. Из-за своей мощности и совместимости, BeagleBoard-X15 является лучшей альтернативой Raspberry Pi для работы на Android и Chrome OS.

Banana Pi M3

Изображение предоставлено: Newegg

В тестах производительности процессора Banana Pi M3, на котором запущен Debian, показали впечатляющие тесты John the Ripper, C-Ray, Himeno и Smallpt. Banana Pi M3 со встроенным процессором Allwinner A83T ARM Cortex-A7 с частотой 1,8 ГГц и графическим процессором PowerVR SGX544MP1 способен запускать множество дистрибутивов, таких как образы Debian, Ubuntu и Raspberry Pi. Более того, M3 сохраняет тот же форм-фактор, что и Banana Pi M1, обеспечивая более высокую производительность без увеличения занимаемой площади.

Rock64

Изображение предоставлено: Amazon


Одноплатный компьютер ROCK64 4GB


Одноплатный компьютер ROCK64 4GB
Купить сейчас на Amazon $ 131,33

Обладая впечатляющими 40 GPIO контактами, Rock64 работает на феноменальном устройстве под Linux и Android. Его видеокарта Mali-450 MP2 обрабатывает видео 4K со скоростью 60 кадров в секунду. Вариант на 4 ГБ представляет собой надежную плату, которая конкурирует с Raspberry Pi 3, а ее 64-битный процессор делает Rock64 Mini настоящим конкурентом в пространстве SBC.

ASUS Tinker Board

ASUS SBC Tinker Board RK3288 Четырехъядерный процессор SoC 1,8 ГГц, 600 МГц GPU Mali-T764, 2 ГБ


ASUS SBC Tinker Board RK3288 Четырехъядерный процессор SoC 1,8 ГГц, 600 МГц GPU Mali-T764, 2 ГБ
Купить сейчас на Amazon $ 58,63

В своей основе ASUS TInker Board размещает систему Rockchip RK3288 на чипе (SoC), а его расположение выводов GPIO спроектировано для совместимости с Raspberry Pi. Плата Tinker Board обеспечивает производительность с 4K-видео и 2 ГБ оперативной памяти наряду с гигабитным Ethernet.

Совместимость с операционной системой включает в себя множество опций Linux, таких как TinkerOS на базе Debian, Armbian, Android и Flint OS.

Оранж Пи Прайм

Кредит изображения: AliExpress

В Orange Pi Prime вы найдете мощный и универсальный SBC. Он оснащен процессором Allwinner H5, 2 ГБ памяти DDR3 SDRAM и слотом для карт памяти microSD. По низкой цене Orange Pi Prime состоит из качественных компонентов, которые конкурируют с Raspberry Pi 3, а его графический процессор Mali-450 может работать с 2K-видео.

Заключительные мысли о лучших одноплатных компьютерах

Хотя Raspberry Pi 3 выделяется как самый узнаваемый SBC на рынке, SBC для работы с Chrome OS и Android остается в изобилии.

Banana Pi M3 и Odroid-XU4 предлагают превосходную производительность, в то время как Tinker Board и Udoo-x86 обеспечивают превосходную совместимость с ОС и функциональность производителя. Raspberry Pi, с его огромной базой пользователей, является лучшим выбором с множеством дистрибутивов, проектных идей и ресурсов.

Сервер для умного дома. Выбор оборудования

Видеонаблюдение, камеры и FFmpeg

Ох уж эти камеры. Боль и страдание еще год назад. Невероятные мучения и поиски камер и программ. Это все касается Home Assistant, как одной из самых популярных систем для умного дома.

Проблема заключалась в том, что для того, чтобы камера была доступна из умного дома, ее поток необходимо было декодировать. В качестве декодирующей программы используется FFmpeg. И вот тут есть нюанс. Ресурсов процессора компьютера может не хватать для адекватного декодирования, и вы будете получать дергающуюся картинку с низким разрешением, если вообще вам удастся что-то получить. 

Для того, чтобы исправить эту ситуацию, используют аппаратное ускорение за счет графического процессора. Просто потому, что они шустрее (не зря криптовалюты майнятся видеокартами).

И вот тут есть интересные нюансы. Для Raspberry Pi 3 model B есть готовые инструкции по сборке FFmpeg с аппаратным ускорением. Для Rock64 тоже есть готовые решения. И все. Для всех остальных вариантов готовых решений по сборке FFmpeg с аппаратным ускорением нет. Например, те же одноплатники на базе процессоров Amlogic, которые практически ничем не отличаются от телевизионных приставок, не имеют готового решения по сборке FFmpeg. Просто потому, что приставки работают на Android, а не на Linux, и все разработанные решения сделаны под Android.

Что касается самосборных компьютеров, новых и не очень неттопов и других “нетрадиционных” платформ, то там все зависит от того, есть ли сборка FFmpeg под конкретный графический процессор (он же GPU). Если есть, то вам повезло. Если вы смогли найти видеокарту, для которой все есть – вообще замечательно.

Потому что для работы HomeBridge и получения видео с камер в Raspberry Pi 4 – это обязательное условие. Что касается остальных систем, то в том же Home Assistant решили проблему проще –  декодирование производится в HLS, который проигрывается уже с помощью ресурсов браузера, на котором изображение просматривается. То есть требований к аппаратному ускорению на сервере умного дома уже не так много. Как дела обстоят у других разработчиков – мне неизвестно, но врядли лучше.

Поэтому выбор “железа”, для вашего контроллера умного дома, должен осуществляться с пониманием того, какую систему вы хотите использовать и в каком виде вам нужны камеры.

11 отличных Linux-friendly одноплатных ПК с открытыми спецификациями

Для улучшения этой статьи желательно: Перевести текст с иностранного языка на русский.

Одноплатный компьютер

(SBC, англ. single-board computer) — самодостаточный компьютер, собранный на одной печатной плате, на которой установлены микропроцессор, оперативная память, системы ввода-вывода и другие модули, необходимые для функционирования компьютера. Одноплатные компьютеры изготавливаются в качестве демонстрационных систем, систем для разработчиков или образования, или для использования в роли промышленных или встраиваемых компьютеров.

В отличие от традиционных персональных компьютеров форм-фактора «desktop» (стандарты AT, ATX, и т. п.), одноплатные компьютеры часто не требуют установки каких-либо дополнительных периферийных плат. Некоторые одноплатные системы изготовлены в виде компактной платы с процессором и памятью, подключаемые к backplane

для расширения возможностей, например, для увеличения количества доступных разъемов.

Чаще всего эти решения должны быть защищены или очень компактны, поэтому все компоненты должны располагаться на одной плате.

Такая экономия с одной стороны делает всё устройство более компактным и гораздо более дешевым за счет использования системы на кристалле, с другой стороны, расширение возможностей — смена процессора или памяти — затруднено, так как чаще всего эти компоненты напаяны на плату.

Общее сравнение одноплатных компьютеров

Список примеров в этой статье или её разделе не основывается на авторитетных источниках непосредственно о предмете статьи или её раздела. Добавьте ссылки на источники, предметом рассмотрения которых является тема настоящей статьи (или раздела) в целом, содержащие данные элементы списка как примеры. В противном случае раздел может быть удалён.

[1][2]

Название	Модель	Дата начала продаж (анонса)	Система на кристалле	Центральный процессор	Графический процессор	ОЗУ	Накопитель Постоянная память	Операционная система
Arndale Board	5250-AA	Samsung Exynos 5	2x Cortex-A15 @1,7 ГГц	Mali-T604MP4 72 GFLOPS	2 ГБ DDR3(L)	SATA 3.0, microSD port
BeagleBoard	TI OMAP3530	TMS320C64x @430 МГц, DSP	128 МБ LPDDR	256 МБ NAND flash
BeagleBoard-xM	Cortex-A8 @1 ГГц	C64x, DSP	512 МБ LPDDR
BeagleBone	A6	TI AM3359	Cortex-A8 @720 МГц	LCD	256 МБ DDR2	4GB flash
BeagleBone Black	A5C	TI Sitara	Cortex-A8 @1 ГГц	PowerVR SGX530	512 МБ DDR3L	2 ГБ flash, microSD
Cappuccino PC
Cotton Candy	Cortex-A9 @1,2 ГГц	Mali 400MP4	1 ГБ	microSD, расширяемая до 64 ГБ
C.H.I.P.[3]	v1.0	Allwinner R8	Cortex-A8 @1ГГц	Mali-400	512 МБ DDR3 @533 МГц	4 ГБ NAND flash, USBU
Cubieboard	2012/9	Allwinner A10	Cortex-A8 @1 ГГц	Mali-400	1 ГБ DDR3 @480 МГц	4 ГБ NAND flash, microSD port, SATA port.
Cubieboard 2	2013/7	Allwinner A20	2x Cortex-A7 @1 ГГц	Mali-400MP2	1 ГБ DDR3 @980 МГц	4 ГБ NAND flash, microSD port, SATA port.
CuBox	Marvell Armada 510	PJ4 @800 МГц	1 ГБ DDR3 @800 МГц
CuBox-i	2	2013/11	Freescale i.MX6 Dual Lite	1x, 2x или 4x ARM Cortex A9 @1 ГГц	Vivante GC880 or Vivante GC2000	1-2 ГБ DDR3 @800 МГц	microSD port
Foxconn AT-5570	AMD C-70	Radeon HD 7290	8 ГБ DDR3
GameStick	2013/11	Amlogic 8726-MX	ARM Cortex A9	Mali-400 MP	1 GB DDR3 / 8 GB FLASH	8 ГБ flash	Android 4.2 Jelly Bean
Hola-PC	Solo	2014/01	Freescale i.MX6 Solo	ARM Cortex A9 1ГГц	CG880	512M DDR3-800	micro SD, USB, производство в России
HolaDuo-PC	Dual	2014/05	Freescale i.MX6 Dual	2xARM Cortex A9 1ГГц	GC2000	1ГБ DDR3-1066	micro SD, USB, SATA, производство в России
Zealz GK802	Freescale i.MX6	4x Cortex-A9 @1,2 ГГц	Vivante GC2000, Quad core GPU, Quad IPU	DDR3 1 ГБ	8GB NAND Flash, расширяемая до 16(32) ГБ
Gigabyte Intel NUC type
Gizmo Board	AMD Embedded G-Series APU	1 ГБ DDR3
Gooseberry	Allwinner A10	Cortex-A8 @1 ГГц	Mali-400	4 ГБ
Gumstix Overo	Cortex-A8 @1 ГГц	256 МБ / 512 МБ LP-DDR	512 МБ NAND flash
Hackberry A10	Allwinner A10	Cortex-A8 @1,2 ГГц	Mali-400	512 МБ/1 ГБ DDR3	4 ГБ NAND
Hiapad Hi-802	Freescale i.MX6	4x Cortex-A9	1 ГБ
Intel NUC	Intel Core i3
Libre Computer	Renegade Elite[4]	2018	Rockchip RK3399	2x Cortex-A72 + 4x Cortex-A53	4x Mali-T860	4 ГБ LPDDR4	MicroSD, eMMC 5.x	Linux Mainline 4.19+, Linux Rockchip 4.4, Android 8 Oreo
MarsBoard	Allwinner A10	Cortex-A8 @1,2 ГГц	Mali400	1 ГБ DDR3	4 ГБ NAND Flash
MinnowBoard[5]	2013	Intel Atom E640 1 ГГц, 32-бит	GMA600	1 ГБ DDR2 RAM
MK808	Rockchip RK3066	2x Cortex-A9 @1,6 ГГц	Mali-400MP4 @250 МГц	1 ГБ DDR3	8 ГБ NAND Flash
MTB025	VIA WM8850	Cortex-A8 @1,2 ГГц	Mali-400	512 МБ	4 ГБ
Nitrogen6x	Rev 3	2013/6	Freescale i.MX6	4x Cortex-A9 @1 ГГц	Vivante GC2000 (3D) + Vivante GC355 (OpenVG) + Vivante GC320 (2D)	1 ГБ DDR3 @532 МГц	SATA 2.5, 2x microSD
ODROID	U2	Samsung Exynos 4	4x Cortex-A9 @1,7 ГГц	Mali-400MP4 @440 МГц	2 ГБ LP-DDR2
ODROID	U3	Samsung Exynos 4	4x Cortex-A9 @1,7 ГГц	Mali-400MP4 @440 МГц	2 ГБ LP-DDR2	MicroSD Card Slot eMMC module socket
ODROID	X2	Samsung Exynos 4	4x Cortex-A9 @1,7 ГГц	Mali-400MP4 @440 МГц	2 ГБ LP-DDR2	Full size SDHC Card Slot eMMC module socket
ODROID	XU	Samsung Exynos 5	4x Cortex-A15 1,6 ГГц + 4x Cortex-A7 8  cores, big.LITTLE	PowerVR SGX544MP3 GPU	2 ГБ LPDDR3	Micro-SD slot, eMMC 4.5 module connector
ODROID	XU3	Samsung Exynos 5	4x Cortex-A15 2 ГГц + 4x Cortex-A7 1,4 ГГц 8  cores, big.LITTLE	Mali-T628 MP6	2 ГБ LPDDR3 @933 МГц	Micro-SD slot, eMMC 5.0 module connector
OLinuXino A13	Allwinner A13	Cortex-A8 @1 ГГц	Mali-400	512 МБ
OLinuXino A20	2013/6	Allwinner A20	2x Cortex-A7	Mali-400MP2	1 ГБ
OLinuXino-Maxi	Freescale i.MX233	926EJ-S @454 МГц	LCD	512 МБ DDR
Ouya	2013	4x Cortex-A9 @1.7 GHz	Nvidia ULP GeForce	1 ГБ	8 ГБ flash
PandaBoard ES	Cortex-A9 @1,2 ГГц	PowerVR SGX540	1 ГБ
pcDuino	Dev-11712	Cortex-A8 @1 ГГц	Mali-400MP4	1 ГБ DRAM	2 ГБ Flash	Linux, Android
Raspberry Pi	Model B	2012	Broadcom BCM2835	ARM11 @700 МГц	Broadcom VideoCore IV	512 МБ	SD Card
Rikomagic MK802	MK802	AllWinner A1X	Cortex-A8 @1 ГГц	Mali-400	1 ГБ	4 ГБ Flash
Snowball	SKY-S9500	2x Cortex-A9 @1 ГГц	Mali-400	1 ГБ LP-DDR2	4(8) ГБ e-MMC
U2	Allwinner A10	Cortex-A8	1 ГБ	4 ГБ
UDOO	2013/10	Freescale i.MX6 Dual/Quad	2x или 4x ARM Cortex A9 @1 ГГц	Vivante GC2000	1 ГБ DDR3	microSD port
Velocity Micro Edge Mini	Intel Core i3	Intel HD 4000 graphics	4 ГБ	64 ГБ mSATA SSD
VIA APC	8750	WonderMedia WM8750	1176JZF @800 МГц	720p	512 МБ DDR3	2 ГБ NAND
VIA EPIA-P910-10	4x VIA E @1 ГГц	VIA Chromotion 5.0 DX11	DDR3 800/1066/1333 SO-DIMM socket
Vo-Core	Ralink/Mediatek RT5350	360 MHz RT5350 MIPS	32 MB RAM	8MB SPI Flash (for firmware)
Wandboard	Solo	2013	Freescale i.MX6	1x Cortex A9 @1 ГГц	Vivante GC880 (3D) + Vivante GC320 (2D)	512 МБ DDR3	2x microSD
	Dual			2x Cortex A9 @1 ГГц		1 ГБ DDR3
	Quad			4x Cortex A9 @1 ГГц	Vivante GC2000 (3D) + Vivante GC355 (OpenVG) + Vivante GC320 (2D)	2 ГБ DDR3	2x microSD, SATA
OMINOv1	A10	2015/09	Allwinner A10	Cortex-A8 @1 ГГц	Mali-400	1 ГБ DDR3 @408МГц	4 ГБ NAND, microSD, SATA
	A20		Allwinner A20	2x Cortex-A7 @1 ГГц	Mali-400MP2

BeagleBone

Модель появилась в 2013 году. Она получила разъем питания и другие стандартные порты. В своей линейке BeagleBone считается одной из самых мощных, если не лучшей. Разработчики решили уделить внимание большому количеству всех имеющихся портов. В продаже есть много интересных приспособлений. Работает плата на процессоре Cortex-A8, ядра которого функционируют с частотой 1 ГГц. Оперативная память составляет 512 Мб.

Общее сравнение аппаратных одноплатных платформ

Аппаратные платформы — это микроконтроллеры, а не полноценные компьютеры. На них нет операционной системы как таковой.

В большинстве случаев аппаратные платформы служат для построения простых систем автоматики и робототехники. Проще говоря их главная задача — это управление устройствами.

Одноплатные аппаратные платформы это не аналог, а альтернатива одноплатных компьютеров.

Название	Модель	Дата начала продаж (анонса)	Система на кристалле	Центральный процессор	Графический процессор	ОЗУ	Накопитель Постоянная память
Arduino Uno	R3	ATMega 328 @16 МГц	N/A	2 кБ	32 кБ flash
Netduino Plus 2	Cortex-M4 @168 МГц	Больше 100 кБ

Конкуренты Raspberry Pi: Соображения

В процессе выбора аналога Raspberry Pi, необходимо сразу подумать о его предназначении. К примеру, стоит определиться будет ли SBC использоваться в разных проектах или только для одного из них, выполняя конкретную задачу на протяжении длительного времени? Во втором случае следует сразу подумать о величине бюджета, который можно будет потратить на два или три менее производительных аналога.

Помимо этого, физический размер мини-ПК играет крайне важную роль при условии использования ограниченного пространства. Например, если планируется создать что-то вроде шпионской камеры слежения, то будет разумно выбрать самый миниатюрный форм-фактор, как у Pi Zero. Также разработчики во время покупки рассматриваемых гаджетов часто забывают проверить наличие различных встроенных коммуникационных интерфейсов, а на деле оказывается, что через Ethermet сеть работает медленно, а Wi-Fi-модуль при этом отсутствует.

Наконец, стоит задаться вопросом, нужен ли вам дополнительный специалист для обслуживания SBC, так как многие приборы, альтернативные Pi, нигде не обсуждаются в сети, а к некоторым из них даже нет документации, написанной доступным языком для обычных пользователей.

Далее мы рассмотрим некоторые SBC сторонних производителей, которые будут справляться с вышеописанными задачами, но для начала напомним технические характеристики традиционной модели Raspberry Pi 3 Model B+. Сейчас существует также новая модификация Raspberry Pi 4 Model B+, имеющая проблемы с питанием от USB-C, вследствие чего, мы сравним ее с другими платами в конце нашей публикации.

Примечания

1. Koornneef, F. and van Gulijk, C.
   Computer Safety, Reliability, and Security: SAFECOMP 2015 Workshops, ASSURE, DECSoS. ISSE, ReSA4CI, and SASSUR, Delft, The Netherlands, September 22, 2020, Proceedings. — Springer International Publishing, 2020. — ISBN 9783319242491.
2. Ringing in 2020 with 64 open-spec, hacker friendly SBCs / LinuxGizmos, Dec 31, 2020 — by Eric Brown (англ.)
3. Next Thing Co.
   Get C.H.I.P. — The World’s First Nine Dollar Computer. www.getchip.com. Проверено 16 июля 2020.
4. ROC-RK3399-PC (Renegade Elite) – Libre Computer (англ.). libre.computer. Проверено 25 июня 2020.
5. Technical Features | minnowboard.org

UP Xtreme

Это новейшая линейка поддерживаемых сообществом SBC Aaeon, которая использует процессоры Intel 8-го поколения Whiskey Lake-U от Intel и поддерживает 15 Вт TDP с повышением производительности до четырехъядерных двухпоточных конфигураций.

Данный компьютер имеет до 16 ГБ DDR4, 128 ГБ eMMC и предлагает подключение 4K дисплея через HDMI, DisplayPort и eDP. Он также оснащен разъемами SATA, 2x GbE, 4x USB 3.0, 40-контактными разъемами «HAT» и 100-контактными разъемами GPIO. Mini-PCIe и два слота M.2 также доступны. Двойные слоты M.2 поддерживают беспроводные модемы и больше опций SATA, а также поддерживают новые модули AI Core X компании Aaeon, которые предлагают новейшие процессоры Intel Movidius Myriad X для ускорения нейронной обработки данных со скоростью 1TOPS.

Pine H64 Model B

Новейшая плата Pine64 является частью продукта с открытым исходным кодом, который также включает в себя ноутбук, планшет и телефон. Недавно поступивший в продажу за 39 (2 ГБ) или 49 (3 ГБ) долларов США, полуклон Raspberry Pi представляет собой высококачественный, но недорогой мини-ПК на основе Allwinner H64. Quad-A53 SoC предлагает видео 4K с поддержкой HDR.

Модель B поддерживает до 128 ГБ памяти eMMC, WiFi / Bluetooth и порт GbE. Функции ввода / вывода включают 2 порта USB 2.0 и один порт USB 3.0 и HDMI 2.0a, а также аудио SPDIF и RPi-подобный 40-контактный разъем.

Coral Dev Board

Недавно Google анонсировала свою первую плату с Linux, которая оснащена микросхемой NXP i.MX8M и AI Edge TPU от Google. Похожая на Raspberry Pi плата Coral Dev Board сопровождалась USB-флешкой Coral USB Accelerator с поддержкой Edge TPU, также имеются Coral PCIe Accelerator на основе Edge TPU и вычислительный модуль Coral SOM. Устройства поставляются со схемами, ресурсами сообщества и другими ресурсами с открытой спецификацией.

На плате установлена микросхема Edge TPU с четырехъядерным процессором NXP, 1,5 ГГц Cortex-A53 i.MX8M, 3D GPU / VPU Vivante и микроконтроллер с ядром Cortex-M4. На плате установлены порты GbE, HDMI 2.0a, 4-линейные MIPI-DSI и CSI, а также порты хоста USB 3.0 и Type-C.

Jetson Nano Dev Kit

Nvidia анонсировала недорогой вычислительный модуль Jetson Nano, который является уменьшенной (70 x 45 мм) версией старого Jetson TX1. Он поддерживает 4 ядра Cortex-A57 и имеет более дешевый 128-ядерный графический процессор Maxwell. Модуль имеет 2 ГБ и 8 ГБ оперативной памяти и флэш-памяти соответственно.

Он поддерживает видео 4K, а графический процессор предлагает возможности глубокого обучения CUDA-X. Данный миникомпьютер стоит 99 долларов, он поддерживается форумом и другими ресурсами сообщества. Он имеет 40-контактный GPIO, слот M.2, GbE с питанием через Ethernet, HDMI 2.0 и eDP и 4 порта USB 3.0.

Сравнение популярных одноплатных компьютеров для учебы | ДКО Электронщик

Одноплатные компьютеры создавались как бюджетные системы для обучения информатике, но впоследствии оказалось, что благодаря наличию универсальных портов (GPIO, UART)  они могут применяться в робототехнике и любых проектах, требующих программного управления электроникой.

Предлагаем вашему вниманию обзор трех популярных одноплатных компьютеров, предназначенных как для образовательных, так и для прикладных задач.

ODROID XU-4

ODROID XU-4 – последняя версия микрокомпьютера компании Hardkernel. Плата базируется на новом микроконтроллере Samsung Exynos 5422 (4 ядра Cortex-A15 2,1 ГГц и 4 ядра Cortex-A7 1,5 ГГц).

В качестве особенностей следует отметить наличие графического ускорителя Mali-T628MP6, 2 Гб оперативной памяти DDR3, порта Gbit Ethernet, 2 портов USB 3.0 и одного USB 2.0. Память внешняя, на microSD-карте, предусмотрен слот для подключения модулей памяти eMMC 5.0 емкостью до 64 Гб. Микрокомпьютер поддерживает различные операционные системы, основанные на Linux, включая Ubuntu 16.04, Android 4.4 KitKat, 5.0 Lollipop и 7.1 Nougat.

В качестве минуса ODROID XU-4 можно отметить малое количество драйверов для  подключения дополнительных модулей. Но есть и огромный плюс – это очень быстрый микрокомпьютер с восьмиядерным процессором и двумя гигабайтами оперативной памяти.

BeagleBone Black Rev C

BeagleBone Black Rev C от компании Circuitco. Новая версия популярного миникомпьютера BeagleBone-Black получила микропроцессор AM3358BZCZ100 на базе ARM Cortex-A8 от TI, работающий с частотой 1 ГГц. На борту имеется 4 ГБ встроенной eMMC памяти и ROM 512 МБ DDR3L. Плата поставляется с операционной системой Debian и готова к работе «прямо из коробки». Кроме предустановленной ОС можно установить Angstrom, Gentoo, Android и др.

На плате установлены наиболее востребованные интерфейсы, обеспечивающие взаимодействие с внешними устройствами – Ethernet, USB Host и OTG, слот для MicroSD карты, последовательный порт, HDMI, JTAG (без разъема).

Стоит обратить внимание, что  BeagleBone Black Rev C имеет слабый одноядерный 32-разрядный процессор и всего 512 Мб RAM, зато он располагает встроенной памятью eMMC на 4 Гб. Это позволило создать микрокомпьютер с предустановленной ОС – он сразу готов к работе.

Raspberry Pi 3 Model B+

Raspberry Pi 3 Model B+ – самый мощный миникомпьютер платформы Raspberry. На плате установлен 4-ядерный процессор Broadcom BCM2837B0 с тактовой частотой 1.4 ГГц. Беспроводные адаптеры поддерживают быстрый Wi-Fi в диапазонах 2.4 и 5 ГГц и Bluetooth 4.2 с увеличенной пропускной способностью и повышенной защищенностью. Есть четыре порта USB 2.0, а также быстрый порт Ethernet (с максимальная пропускной способностью 300 Мбит/с), полноразмерный порт HDMI и слот для карты microSD.

Преимуществами Raspberry Pi 3 B+ является поддержка различных ОС, включая Windows IoT и модернизированные адаптеры беспроводной связи. Из особенностей  следует отметить медленную оперативную память и реализацию USB-портов через встроенный хаб.

Производители: Embest, Odroid, Raspberry

Разделы: Демонстрационные платы, Микроконтроллерные платы

Что мне подходит?

В последние десятилетия мир электроники для любителей трансформировался с появлением нового поколения одноплатных компьютеров. Эти устройства, как вы понимаете, представляют собой целые компьютеры, построенные на одной печатной плате.

В отличие от современного настольного компьютера, SBC не требует дополнительной памяти или хранилища для загрузки. При этом не требуется протягивать силовые кабели через переполненный корпус, а также не требуется закреплять ремешком ОЗУ, подключать миллион корпусных вентиляторов или сдавливать каплю термопаста размером с горошину под радиатором.

Эти различия в конструкции отражают различия в назначении. Одноплатный компьютер не может делать многие из того, что делает современный высокопроизводительный ПК. Но тогда он не пытается. Вместо этого SBC используются в различных образовательных, коммерческих и промышленных приложениях. Вы найдете их в банкоматах, виртуальных игровых автоматах, музыкальных автоматах, автоматических кассах и почти везде.

Но интересующие нас устройства понравятся начинающим инженерам и по совместительству мастерам. В этой статье мы рассмотрим пять заслуживающих внимания одноплатных компьютеров.

В чем разница между SBC и MCU?

Прежде чем мы продолжим, давайте проведем важное различие между SBC и MCU. MCU или микроконтроллерный блок – это форма встроенной системы, которая объединяет весь компьютер в один чип. Под капотом находятся процессор, память, хранилище и программируемые контакты ввода и вывода. Микроконтроллеры не мощные, и их нелегко перепрограммировать. Но тогда они не должны быть такими; они могут производиться в огромных масштабах практически за бесценок и могут выполнять ряд задач, для которых полноценный компьютер не годится.

Возьмите микроконтроллер в пульте дистанционного управления вашего телевизора. Без операционной системы, препятствующей этому, или программ для запуска, он будет бездействовать в течение нескольких дней или недель, практически не потребляя энергии. То есть до тех пор, пока вы не нажмете кнопку, генерируя сигнал на одном из ее соединительных контактов и тем самым заставляя его немедленно срабатывать соответствующие сигналы. Микроконтроллеры можно найти во многих встраиваемых компьютерах, которые можно найти повсюду, от промышленных компьютеров до новейших периферийных устройств IOT в домашних условиях.

С этой оговоркой, давайте рассмотрим самый известный из всех SBC, вездесущий Raspberry Pi.

Raspberry Pi

Есть веская причина, по которой вы, вероятно, слышали о Raspberry Pi. Последовательные поколения этого одноплатного компьютера были проданы по всему миру более девятнадцати миллионов единиц. Это была работа Raspberry Pi Foundation, которая черпала вдохновение из компьютера BBC Micro, в честь которого были названы последующие модели Raspberry Pi.Этот SBC был задуман как образовательный инструмент и до сих пор в основном предназначен для обучения будущих программистов. Но его приложения выходят далеко за рамки этого. После выпуска он привлек внимание мирового электронного сообщества, пользовался огромным успехом и породил небольшую армию подражателей (работы которых мы рассмотрим позже).

Во-первых, давайте взглянем на характеристики последней модели, Raspberry Pi 3 Model B +:

CPU – Broadcom BCM2837B0, Cortex-A53 (ARMv8) 64-битная SoC @ 1.4 ГГц

Память – 1 ГБ LPDDR2

Возможности подключения – Беспроводная локальная сеть 2,4 и 5 ГГц IEEE 802.11.b / g / n / ac; Bluetooth 4.2; BLEGigabit Ethernet через USB 2.0 (максимальная пропускная способность 300 Мбит / с)

Распиновка – 40-контактный разъем GPIO

Порты – Полноразмерные порты HDMI4 USB 2.0Порт камеры CSIПорт дисплея DSIКомпозитный видеопорт4-полюсный стереовыход Порт Micro SD

ОС – Raspbian

Питание – В / 2.Входная мощность 5 А постоянного тока

Raspberry Pi 3 Model B при цене около 35 долларов представляет собой бесспорную ценность и очевидный выбор для тех, кто ищет одноплатный компьютер стоимостью менее 50 долларов. За свои деньги вы получите четырехъядерный процессор ARM Cortex a53 с тактовой частотой 1,2 ГГц, производительность которого превосходит показатели предыдущих поколений. Дальнейшие обновления представлены встроенными модулями Wi-Fi 802.11n и Bluetooth, что позволяет устранить две жалобы, которые чаще всего касались его предшественников. Этот одноплатный компьютер также выводит видео высокой четкости, хотя ему не хватает мускулов, необходимых для надежного рендеринга в 4k.

Ваша первая задача – установить ОС по умолчанию, Raspbian, на карту micro-SD, а затем заставить ее загрузиться. Благодаря исчерпывающей (и, что более важно, понятной) документации, это довольно просто. Но еще более поучительным является огромный объем пользовательских знаний, из которых вы сможете извлечь, когда только начнете работать с Raspberry Pi. Столкнувшись с проблемой с вашим Raspberry Pi, велики шансы, что кто-то столкнется с той же проблемой и разместит решение в Интернете.А если нет, взвод экспертов, часто посещающих форум Raspberry Pi, будет более чем готов уделить вам свое внимание. Если вам нужно немного вдохновения, вы можете ознакомиться с нашим обзором проектов Raspberry Pi со всего Интернета.

Есть несколько различных вариантов Pi на выбор. Для многих урезанный Raspberry Pi Zero может быть всем, что требуется. Pi Zero – это единственный доступный одноплатный компьютер за 5 долларов, поэтому он является отличной точкой входа в мир SBC.

Конечно, Raspberry Pi, будучи настолько дешевым, имеет свои технические ограничения. Поскольку порт Ethernet и USB питаются от одной шины, это не лучший выбор для высокоскоростной маршрутизации. Другая проблема связана с ограниченным объемом памяти: ее всего 1 ГБ, и она относится к устаревшей разновидности DDR2 (в отличие от SDRAM ddr3, установленной на более новых платах). Кроме того, скорость Wi-Fi ограничена примерно 2,5 МБ / с, что является плохой новостью, если вы хотите транслировать свою коллекцию Blu-ray (или даже контент YouTube с низким разрешением).

С учетом вышесказанного, трудно рассматривать Raspberry Pi как точку входа в мир одноплатных компьютеров. Он принес программирование в массы и позволил создавать всевозможные странные и чудесные устройства. Возьмите Raspberry Pi 3 B +, и вы будете спокойны, зная, что он будет производиться как минимум до января 2023 года. К тому времени, однако, ваши приключения в SBC могли привести вас к другому, более специализированному устройству.

Давайте рассмотрим, как добавить Raspberry Pi в ваш Circuito.io схема. Это очень просто; просто найдите Raspberry Pi в списке компонентов слева от интерфейса и перетащите Pi оттуда в свою схему. Кроме того, вы можете щелкнуть устройство, чтобы открыть соответствующее описание, а затем нажать красную кнопку «заменить» в нижнем левом углу окна.

Raspberry Pi автоматически сформирует концентратор вашей схемы, заменяя Arduino по умолчанию, сохраняя при этом все соединения, которые вы сделали с заголовком GPIO.

BeagleBone Black

Огромный успех Raspberry Pi вызвал ажиотаж разработчиков, стремящихся выпустить собственные доступные SBC. Среди них был полупроводниковый гигант Texas Instruments, чьи одноплатные компьютеры BeagleBoard производятся с 2008 года. Продукт превратился в одну из самых популярных альтернатив Raspberry Pi: недорогую платформу BeagleBone, поддерживаемую сообществом, которая стала BeagleBone Black в 2013 году.

Назначение этой платы – предоставить платформу для создания новых устройств System-on-Chip.На момент запуска это было техническое совпадение с Pi, но последующие обновления Pi оставили Black немного слабым:

CPU – AM335x 1GHz ARM® Cortex-A8

GPU – PowerVR SGX530

Память – 512 МБ DDR3

Хранилище – 4 ГБ 8-битная флэш-память eMMC

Возможности подключения – USB-клиент + хост EthernetHDMI

Распиновка – 2 46-контактных разъема

Порты USB – 2.0 порт Порт Micro SD

ОС – Ангстрем

Питание – Вход питания 5 В / 2,5 А постоянного тока

Самая сильная сторона BeagleBone Black заключается в том, что, в отличие от Raspberry Pi, он может похвастаться встроенной 8-битной вспышкой, из которого он может загрузить Linux прямо за десять секунд. Таким образом, вы можете отказаться от SD-карты до тех пор, пока вам не понадобится обновить ядро, что делает начало работы относительно безболезненным процессом. Хотя плата разрабатывалась с расчетом на Angstrom, она прекрасно работает с Ubuntu, Debian и множеством более экзотических ядер.

Но настоящая сила BeagleBone заключается в его обширных возможностях подключения. С двумя 46-контактными разъемами, выходящими сверху, у вас будет 92 точки подключения на выбор. Среди них больше шин I2C, CAN и SPI, чем может разумно потребоваться большинству пользователей, а также множество таймеров, выходов PWM, аналоговых входов и контактов GPIO.

Как и всепобеждающая Arduino, Beaglebone может быть расширен с помощью наращиваемых модулей, которые прикрепляются к обоим наборам контактов. Они известны как «накидки» и действительно считаются дочерними досками.С их помощью Beaglebone может быть дополнен всевозможными устройствами – от ЖК-экранов до аккумуляторных батарей и аудиоинтерфейсов, без хлопот с макетными платами и протяженными кабелями, разбросанными по всему рабочему пространству.

Одним из существенных недостатков BeagleBone Black является то, что он предлагает только один порт USB. Следовательно, вам потребуется подключить USB-концентратор для подключения мыши и клавиатуры. Если у вас есть один валяется, то все в порядке. Если вы этого не сделаете, вам нужно будет учесть дополнительные расходы и беспорядок.

К пяти годам BeagleBone начинает отставать от конкурентов. Его компоненты вряд ли будут польщены прямым сравнением, скажем, с последней Raspberry Pi. Но привлекательность Beaglebone заключается в его адаптируемости и простоте подключения, а не в его вычислительной мощности. Как одна из ведущих альтернатив Raspberry Pi, он играет важную роль на семинарах по всему миру – и он может просто вписаться в вашу.

Nvidia Jetson TX2

Если вы хоть немного интересуетесь играми (и играми на ПК в частности), то вы наверняка слышали о Nvidia.Компания наиболее известна своим аппаратным обеспечением для работы с пикселями. Но та же вычислительная мощность, которая позволяет прическе Лары Крофт реалистично падать на гималайском бризе, также может управлять сложными системами машинного обучения, которые платформа Jetson стремится поощрять.

Набор для разработчика Jetson TX2 стоит колоссальные 599 долларов, он недоступен для любителей или старшеклассников. Это потому, что он не нацелен на эти рынки; это невероятно модный инженерный инструмент, созданный, чтобы открыть будущее, основанное на искусственном интеллекте.Такая задача требует внушительного списка характеристик. Итак, это доказывает:

CPU – Dual-core Denver 2 + Quad-core A57 ARM

GPU – NVIDIA Pascal, 256 NVIDIA CUDA Cores

Память – 8 GB 128-Bit LPDDR4

Хранилище – 32 ГБ eMMC, SDIO, SATA

Возможности подключения – До 6 2-полосных камер Видеокодеры 4KWi-FiBluetoothGigabit EthernetCAN контроллер

Распиновка – 40-контактные и 30-контактные разъемы GPIO

Порты – HDMIMicro-USB 2.0USB 3.0Порт Micro SDRJ-45 EthernetСчитыватель SD-карт Разъемы антенных разъемов 4-полосный разъем PCI 20-контактный разъем JTAGSATA для передачи данных и питания Разъем UART Разъем расширения камеры, предустановленный с камерой 5 МП

OS – Linux

Питание – 5 В / 2,5 А постоянного тока вход питания

Внутри каждого комплекта вы найдете модуль Jetson, а также эталонную несущую плату, кабели и источник питания, а также небольшое предустановленное программное обеспечение для начала работы. В TX2 используется та же микроархитектура «Паскаль», что и в видеокартах компании 10-й серии; с точки зрения чистой вычислительной мощности, он выбивает другие устройства из этого списка.

Возможности подключения Jetson также впечатляют. Модуль подключается к несущей плате через 400-контактный разъем. На плате находится алюминиевая пластина, соединяющая массивный радиатор и вентилятор. Встроенные кодировщики и декодеры могут манипулировать видео 4k с шестьюдесятью кадрами, не беспокоясь, и у вас будут варианты подключения, которые вы ожидаете найти на материнской плате настольного ПК, включая SATA и PCIe. Что касается энергопотребления, TX2 примерно эквивалентен своему предшественнику с питанием от Maxwell, TX1, за исключением холостого хода, когда он значительно опережает его.Вы сможете переключаться между 1,8 или 3,3 В для данных контактов на 40-контактном разъеме GPIO, и вы можете направить шину CAN через 30-контактную. И так далее.

После создания прототипа вы сможете купить модуль за 399 долларов (при условии, что вы готовы купить более тысячи штук). Эта цена помешала Nvidia поддержать оживленное сообщество, которым пользуются более дешевые устройства, такие как Raspberry Pi. Существуют тысячи, а не миллионы пользователей, и поэтому вам понадобится значительный опыт программирования, прежде чем делать рывок.

Если вы учитесь на степень магистра инженерных наук и хотите создать прототип нового складского беспилотника или хотите помочь слепым людям переходить улицу без посторонней помощи, то Jetson заслуживает вашего внимания. Однако для большинства любителей это не так много, как Raspberry Pi под управлением Linux.

UDOO Quad

SBC серии UDOO предлагают гибкость Raspberry Pi наряду с возможностью подключения Arduino. Таким образом, его коммерческое существование началось с впечатляющего краудфандингового успеха.За пару дней компания достигла своей цели в 27000 долларов и достигла сногсшибательной суммы в 641 614 долларов.

Среди последних моделей устройств UDOO – UDOO Quad:

CPU – NXP® i.MX 6 ARM Cortex-A9 CPU Quad core 1GHz Atmel SAM3X8E ARM Cortex-M3

GPU – Integrated Graphics

Память – 1 ГБ DDR3

Хранилище – SATA, Micro-SD

Возможности подключения – Gigabit EthernetWi-Fi

Распиновка – 76 полностью доступен GPIOArduino-совместимый R3 1.0 распиновка

Порты – Micro USB + USB OTGRJ45Sata (только версия Quad) Аудиовыход и входы для микрофона 3,5 мм

OS – UDOOBuntu

Питание – Вход питания 12 В постоянного тока

Устройство имеет тот же процессор Atmel, что и на Arduino Due, вместе с четырехъядерным процессором ARM с тактовой частотой 1 ГГц. Вместе два процессора обеспечивают функциональность Arduino и Raspberry Pi на одной плате. Если вы являетесь владельцем обоих и хотите, чтобы они разговаривали друг с другом, то стоит подумать об UDOO.Именно это удобство оправдывает запрашиваемую цену в 135 долларов. В конце концов, кто захочет часами взаимодействовать с двумя устройствами, если кто-то уже сделал эту работу от вашего имени?

Если вы ищете что-то для замены настольного ПК, то стоит подумать о X86 ULTRA. Его четырехъядерный 64-разрядный процессор x86 и 8 ГБ ОЗУ позволяют ему служить в качестве медиа-концентратора, и он поставляется с достаточным количеством подключений Ethernet и USB. Вы также получите несколько дополнительных гаджетов, встроенных в Arduino. доска, включающая гироскоп и шестиосевой акселерометр.

Устройства UDOO могут работать с различными ядрами Linux, в том числе со специальной версией Ubuntu, известной как UDOOBuntu. Эта настраиваемая операционная система является результатом обширного сотрудничества с сообществом UDOO и предназначена как средство полного исключения рабочего стола из картинки. Он оптимизирует все для улучшения времени загрузки, обработки памяти и поддержки ряда периферийных устройств, включая внешние жесткие диски.

Quad – это всего лишь одна из более чем полдюжины различных версий UDOO, начиная от двухъядерного Neo Basic за 50 долларов и заканчивая четырехъядерным Pentium, который управляет UDOO x86 за 267 долларов. Ультра ».Ваша золотая середина может находиться где-то между этими двумя крайностями.

UDOO прекрасно работает с 3,3-вольтовыми экранами Arduino, а с помощью пары резисторов – и с 5-вольтовыми. У этой линейки есть активные последователи, хотя и относительно небольшие, и большая часть знаний, применимых к ее родительским устройствам, может быть использована в UDOO.

Как мы уже говорили на этих страницах, Arduino и Raspberry Pi – очень разные устройства. Если вы уже знакомы с ними и хотите объединить их в одном проекте, то этот SBC наверняка станет одной из самых привлекательных альтернатив Raspberry Pi.

Odroid XU4

Наконец, у нас есть Odroid XU4, работа южнокорейской компании Hard Kernel, производящей оборудование. Его название происходит от слов «open» и «Android», несмотря на то, что оборудование Odroid не является полностью открытым. Первая версия была выпущена в 2009 году, и с тех пор регулярно появляются новые поколения. XU4 был выпущен в 2015 году с множеством аппаратных улучшений и полной обратной совместимостью.

CPU – Samsung Exynos5422 Cortex ™ -A15 2Ghz и Cortex ™ -A7 Octa core CPU

GPU – Mali-T628 MP6

Память – 2GB LPDDR3

Storage – eMMC5.0 HS400 или MicroSD

Возможности подключения – Gigabit EthernetWi-FiUSB 3.0

Распиновка – 76 полностью доступных GPIOArduino-совместимая распиновка R3 1.0

Порты – 2x USB 3.0 хост 1x USB 2.0 хост RJ45Sata (только версия Quad) Аудио выход и входы 3,5 мм для микрофона

OS – Linux

Power – 5V / 4A DC вход питания

Всего за 59 долларов Odroid предлагает производительность, которая намного превосходит производительность более дешевых тинкер-плат.Под капотом находятся восемь ядер с тактовой частотой от 1,4 до 2 ГГц. Как следствие, получается исправный мини-ПК; код компилируется с молниеносной скоростью, и, просматривая рабочий стол, вы можете забыть, что используете одноплатный компьютер.

Odroid также предлагает впечатляющий набор возможностей подключения. Он удовлетворяет давний спрос на гигабитный порт Ethernet на SBC и поставляется с парой портов USB 3.0. Таким образом, он отлично подходит для ситуаций, когда вам нужно передать и получить большое количество данных за короткий промежуток времени.

Когда дело доходит до загрузки, у вас будет два варианта на выбор: карта MicroSD или модуль eMMC. Вы можете выбирать между ними с помощью переключателя в нижней части SBC. Наконец, вы найдете блок питания, брошенный в коробку рядом с платой. Есть даже встроенный выключатель питания, позволяющий включать и выключать устройство, не выдергивая кабель и не отключая электрическую розетку.

Эти восемь ядер требуют небольшого охлаждения. Первое, что вы заметите, когда достанете устройство из антистатической сумки, – это то, что к передней части прикручены радиатор и вентилятор.Если вы не переносите шум, его можно легко заменить на пассивный радиатор, хотя и гораздо более высокий. Более того, поскольку восемь ядер работают по-разному, может потребоваться некоторая доработка, чтобы оптимизировать систему для ваших целей. В нем нет встроенного Wi-Fi или Bluetooth, поэтому тем, кто ищет беспроводную локальную сеть, придется подключать периферийные устройства. Не считая этих незначительных исключений, сложно обвинить XU4 более продвинутым энтузиастам SBC.

Итак, какой одноплатный компьютер лучший?

Если из этого списка можно сделать один вывод, так это то, что рынок SBC разнообразен и шумен.Можно было бы упомянуть и другие достойные продукты, такие как Asus Tinker Board, GA-SBCAP3350 на базе Apollo-Lake от Gigabyte.

Не существует единственного «лучшего» SBC; каждый занимает свою нишу. Поэтому прямые сравнения между ними почти всегда ошибочны. Odroid может намного опередить Raspberry Pi с точки зрения мощности, но, поскольку он стоит вдвое дороже, их вряд ли можно назвать конкурентами.

Перед покупкой учитывайте свой бюджет и требования. Если вы хотите контролировать содержание влаги в почве в вашем саду и подключать полученные данные к спринклерной системе, то подключение BeagleBone может показаться заманчивым.Если у вас есть деньги, которые нужно тратить, и вы хотите сделать что-то по-настоящему революционное в области робототехники, то Jetson наверняка понравится.

Однако большинство людей, читающих этот обзор, будут относительными новичками, которые не уверены, что именно они ищут. Если это вы, то мы рекомендуем Raspberry Pi. Не только потому, что это доступно, но и потому, что пользуется самой широкой поддержкой. Вы неизбежно столкнетесь с трудностями во время своих первых набегов в мир SBC (это часть радости их использования), и наличие такого опыта избавит вас от многих часов разочарования.Затем, когда вы немного будете уверены в себе и в том, чего хотите достичь, вы можете переключиться на одну из более специализированных альтернатив пи. Как мы узнали, есть из чего выбирать!

Анализ производительности одноплатных компьютерных кластеров

Основные характеристики

•

Три 16-узловых кластера Одноплатные компьютеры (SBC) были протестированы.

•

Были протестированы Raspberry Pi 3 Model B, Raspberry Pi 3 Model B + и Odroid C2

•

Кластер Odroid C2 имеет лучшую производительность.

•

Кластер Odroid C2 обеспечивает наилучшее соотношение цены и качества и энергоэффективности.

•

Кластеры используют новую технику построения кластера Pi Stack.

•

Стек Pi разработан специально для сценариев периферийных вычислений.

•

Эти современные кластеры SBC могут выполнять значимые вычислительные задачи.

Реферат

За последние несколько лет произошли значительные изменения в аппаратных возможностях одноплатных компьютеров (SBC).Эти достижения в области SBC напрямую отражаются на улучшениях в кластерах SBC. В 2018 году производительность отдельного SBC более чем в четыре раза выше, чем у 64-узлового кластера SBC с 2013 года. Такое повышение производительности сопровождалось повышением энергоэффективности (GFLOPS / Вт) и соотношением цены и качества (GFLOPS / $). Мы представляем систематический анализ этих показателей для трех различных кластеров SBC, состоящих из узлов Raspberry Pi 3 Model B, Raspberry Pi 3 Model B + и Odroid C2 соответственно. Кластер SBC с 16 узлами может достигать 60 GFLOPS при мощности 80 Вт.Мы считаем, что эти улучшения открывают новые вычислительные возможности, независимо от того, происходит ли это из-за уменьшения физического объема, необходимого для обеспечения фиксированного количества вычислительной мощности для портативного кластера; или количество вычислительной мощности, которое может быть установлено при фиксированном бюджете в сценариях расходных вычислений. Мы также представляем новый форм-фактор построения кластера SBC под названием Pi Stack; это было разработано для поддержки граничных вычислительных приложений, а не для образовательных сценариев использования, предпочитаемых предыдущими методами.Улучшения в производительности и технологиях построения кластеров SBC означают, что эти кластеры SBC реализуют свой потенциал в качестве ценных вычислительных устройств на периферии разработки, а не просто как диковинки для обучения.

Ключевые слова

Raspberry Pi

Edge computing

Многоядерные архитектуры

Анализ производительности

Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

Филип Дж. Басфорд – старший научный сотрудник по распределенным вычислениям на факультете инженерных и физических наук в Университете Саутгемптона.До этого он был научным сотрудником предприятия и научным сотрудником в области электроники и информатики в том же учреждении. Ранее он работал в области коммерциализации исследовательских сетей и сетей датчиков окружающей среды. Доктор Басфорд получил степень MEng (2008 г.) и докторскую степень (2015 г.) в Университете Саутгемптона и является членом IET.

Стивен Дж. Джонстон – старший научный сотрудник факультета инженерных и физических наук Саутгемптонского университета. Стивен получил докторскую степень в Группе вычислительной инженерии и дизайна, а также получил степень MEng в области разработки программного обеспечения в Школе электроники и компьютерных наук.Стивен участвовал в более чем 40 мероприятиях по информированию и взаимодействию с общественностью в качестве менеджера информационно-просветительской программы Microsoft Research. В настоящее время он управляет беспроводной сетью LoRaWAN в Саутгемптоне, и его текущие исследования включают широкомасштабное развертывание датчиков окружающей среды. Он является членом ИЭПП.

Колин Перкинс – старший преподаватель (доцент) факультета компьютерных наук Университета Глазго. Он занимается сетевыми транспортными протоколами мультимедиа, сетевым измерением, маршрутизацией и периферийными вычислениями и опубликовал более 60 статей в этих областях.Он также является давним участником IETF, где он является сопредседателем рабочей группы RTP Media Congestion Control. Д-р Перкинс имеет докторскую степень в области электроники Йоркского университета, является старшим членом IEEE, а также членом IET и ACM.

Тони Гарнок-Джонс – научный сотрудник Школы компьютерных наук Университета Глазго. Его интересы включают персональные распределенные вычисления и разработку функций языка программирования для выражения параллельных, интерактивных и распределенных программ.Д-р Гарнок-Джонс получил степень бакалавра в Оклендском университете и докторскую степень в Северо-Восточном университете.

Фунг По Цо – преподаватель (доцент) факультета компьютерных наук Университета Лафборо. Он был лектором на кафедре компьютерных наук Ливерпульского университета Джона Мура в 2014–2017 годах, а в 2011–2014 годах был научным сотрудником SICSA Next Generation Internet в Школе компьютерных наук Университета Глазго. Он получил степени BEng, MPhil и PhD в Городском университете Гонконга в 2005, 2007 и 2011 годах соответственно.В настоящее время он занимается исследованиями в области облачных вычислений, сетей центров обработки данных, объединения сетевых политик / функций и крупномасштабных распределенных систем с упором на системы больших данных.

Димитриос Пезарос – старший преподаватель (доцент) и директор Лаборатории исследований сетевых систем (netlab) Школы компьютерных наук Университета Глазго. Он получил финансирование в размере более 3 миллионов фунтов стерлингов на свои исследования и опубликовал множество публикаций в области компьютерных коммуникаций, управления сетями и услугами, а также устойчивости будущих сетевых инфраструктур.Д-р Пезарос имеет степени бакалавра (2000 г.) и доктора наук (2005 г.) в области компьютерных наук в Ланкастерском университете, Великобритания, и был докторантом компании Agilent Technologies с 2000 по 2004 год. Он является дипломированным инженером и старшим членом IEEE и ACM.

Роберт Маллинз – старший преподаватель компьютерной лаборатории Кембриджского университета. Он был основателем Raspberry Pi Foundation. Его текущие исследовательские интересы включают компьютерную архитектуру, оборудование с открытым исходным кодом и ускорители для машинного обучения.Он является основателем и директором проекта lowRISC. Д-р Маллинз получил степень бакалавра наук, магистра наук и доктора философии в Эдинбургском университете.

Эйко Йонеки – научный сотрудник группы системных исследований компьютерной лаборатории Кембриджского университета и научный сотрудник Тьюринга в Институте Алана Тьюринга. Она получила докторскую степень в области компьютерных наук в Кембриджском университете. До академической карьеры она работала в IBM US, где получила высшую техническую награду. Ее исследовательские интересы охватывают распределенные системы, сети и базы данных, включая комплексный сетевой анализ и параллельные вычисления для крупномасштабной обработки данных.В настоящее время ее исследовательская деятельность направлена ​​на автонастройку для работы со сложными пространствами параметров с использованием подходов машинного обучения.

Джереми Сингер – старший преподаватель (доцент) факультета компьютерных наук Университета Глазго. Он работает над языками программирования и системами времени выполнения, уделяя особое внимание многопоточным платформам. Он опубликовал более 30 работ в этих областях. Д-р Сингер имеет степень бакалавра, магистра и доктора Кембриджского университета. Он является членом ACM.

Саймон Дж. Кокс – профессор вычислительных методов Саутгемптонского университета. Он имеет докторскую степень в области электроники и информатики, первую степень в области математики и физики и выиграл более 30 миллионов фунтов стерлингов в виде финансирования исследований и предприятий, а также промышленного спонсорства. Он стал соучредителем двух дочерних компаний и в качестве заместителя декана по предприятию отвечал за команду из 100 сотрудников с годовым оборотом 11 млн фунтов стерлингов, предоставляющих консультации по промышленному проектированию, крупномасштабные экспериментальные объекты и услуги здравоохранения.Совсем недавно он был директором по информационным технологиям Саутгемптонского университета.

Посмотреть аннотацию

© 2019 Авторы. Опубликовано Elsevier B.V.

Товарные одноплатные компьютерные кластеры и их приложения

Основные характеристики

•

Одноплатные компьютеры могут работать с основными операционными системами и выполнять рабочие нагрузки.

•

Кластеры одноплатных компьютеров повторяют функции центра обработки данных.

•

Кластеры SBC – это новая и отличная парадигма вычислительного развертывания.

•

Кластеры SBC упрощают Интернет вещей, умные города, туманные и пограничные вычисления.

•

Кластеры SBC меняют правила игры, продвигая логику приложений к границе сети.

Реферат

Современные одноплатные компьютеры (SBC) достаточно мощны для работы с основными операционными системами и рабочими нагрузками. Многие из этих плат могут быть связаны друг с другом для создания небольших недорогих кластеров, которые воспроизводят некоторые функции крупных кластеров центров обработки данных.Raspberry Pi Foundation производит серию SBC с соотношением цена / производительность, которое делает кластеры SBC жизнеспособными, возможно, даже расходными. Эти кластеры являются активом для Edge / Fog Compute, где обработка выполняется в направлении источников данных, что снижает требования к пропускной способности и децентрализует архитектуру. В этой статье мы исследуем варианты использования, способствующие росту кластеров SBC, исследуем тенденции в будущих разработках оборудования и обсуждаем потенциал кластеров SBC как прорывной технологии.По сравнению с традиционными кластерами, кластеры SBC имеют меньшую занимаемую площадь, низкую стоимость и низкое энергопотребление. Это позволяет использовать различные модели развертывания, особенно за пределами традиционных сред ЦОД. Мы обсуждаем применимость существующего программного обеспечения и инфраструктуры управления для поддержки экзотических сценариев развертывания и ожидаем следующего поколения SBC.

Мы пришли к выводу, что кластер SBC – это новая и отличная парадигма вычислительного развертывания, которая применима к более широкому диапазону сценариев, чем существующие кластеры.Он упрощает работу систем Интернета вещей и умного города и потенциально может изменить правила игры в продвижении логики приложений к границам сети.

Ключевые слова

Raspberry Pi

Пограничные вычисления

Сетевые облачные вычисления

Централизация / децентрализация

Методологии распределенных вычислений

Многоядерные архитектуры

Новые архитектуры

000 Рекомендуемые статьи 91120003 Steven J. (0)Джонстон – старший научный сотрудник факультета инженерных и физических наук Саутгемптонского университета. Стивен получил докторскую степень. с группой вычислительной инженерии и дизайна, а также получил степень магистра инженерных наук. степень в области программной инженерии в Школе электроники и компьютерных наук. Стивен участвовал в более чем 40 мероприятиях по информированию и взаимодействию с общественностью в качестве менеджера информационно-просветительской программы Microsoft Research. В настоящее время он управляет беспроводной сетью LoRaWAN в Саутгемптоне, и его текущие исследования включают широкомасштабное развертывание датчиков окружающей среды.Он является членом ИЭПП.

Филип Дж. Басфорд – старший научный сотрудник в области распределенных вычислений на факультете инженерных и физических наук Саутгемптонского университета. До этого он был научным сотрудником предприятия и научным сотрудником в области электроники и информатики в том же учреждении. Ранее он работал в области коммерциализации исследовательских сетей и сетей датчиков окружающей среды. Доктор Басфорд получил степень M.Eng. (2008) и доктор философии. (2015) из Саутгемптонского университета и является членом IET.

Колин Перкинс – старший преподаватель (доцент) факультета компьютерных наук Университета Глазго. Он занимается сетевыми транспортными протоколами мультимедиа, сетевым измерением, маршрутизацией и периферийными вычислениями и опубликовал более 60 статей в этих областях. Он также является давним участником IETF, где он является сопредседателем рабочей группы RTP Media Congestion Control. Доктор Перкинс имеет докторскую степень. по электронике из Йоркского университета, является старшим членом IEEE, а также членом IET и ACM.

Херри Херри – научный сотрудник Школы компьютерных наук Университета Глазго. До этого он работал научным сотрудником в Hewlett Packard Labs. Он занимается облачными вычислениями, управлением конфигурацией систем, распределенными системами и периферийными вычислениями. Доктор Херри получил степень бакалавра наук. (2002) и M.Sc. (2004) из Университета Индонезии и доктор философии. (2014) из Эдинбургского университета. Он является членом IEEE.

Фунг По Цо – преподаватель (доцент) факультета компьютерных наук Университета Лафборо.Он был лектором на кафедре компьютерных наук Ливерпульского университета Джона Мура в 2014–2017 годах, а в 2011–2014 годах был научным сотрудником SICSA Next Generation Internet в Школе компьютерных наук Университета Глазго. Он получил степень бакалавра инженерных наук, магистра философии и доктора философии. степени городского университета Гонконга в 2005, 2007 и 2011 годах соответственно. В настоящее время он занимается исследованиями в области облачных вычислений, сетей центров обработки данных, объединения сетевых политик / функций и крупномасштабных распределенных систем с упором на системы больших данных.

Димитриос Пезарос – старший преподаватель (доцент) и директор Лаборатории исследований сетевых систем (netlab) Школы компьютерных наук Университета Глазго. Он получил финансирование в размере более 2,5 миллионов фунтов стерлингов на свои исследования и опубликовал множество публикаций в области компьютерных коммуникаций, управления сетями и услугами, а также устойчивости будущих сетевых инфраструктур. Доктор Пезарос имеет степень бакалавра наук. (2000) и доктор философии. (2005) получил степень в области компьютерных наук в Ланкастерском университете, Великобритания, а с 2000 по 2004 год был докторантом компании Agilent Technologies.Он дипломированный инженер и старший член IEEE и ACM.

Роберт Маллинз – старший преподаватель компьютерной лаборатории Кембриджского университета. Он был основателем Raspberry Pi Foundation. Его текущие исследовательские интересы включают компьютерную архитектуру, оборудование с открытым исходным кодом и ускорители для машинного обучения. Он является основателем и директором проекта lowRISC. Доктор Маллинз получил степени бакалавра, магистра наук. и к.т.н. степени Эдинбургского университета.

Эйко Йонеки – научный сотрудник группы системных исследований компьютерной лаборатории Кембриджского университета и научный сотрудник Тьюринга в Институте Алана Тьюринга. Она получила докторскую степень. в области компьютерных наук Кембриджского университета. До академической карьеры она работала в IBM US, где получила высшую техническую награду. Ее исследовательские интересы охватывают распределенные системы, сети и базы данных, включая комплексный сетевой анализ и параллельные вычисления для крупномасштабной обработки данных.В настоящее время ее исследовательская деятельность направлена ​​на автонастройку для работы со сложными пространствами параметров с использованием подходов машинного обучения.

Саймон Дж. Кокс – профессор вычислительных методов и директор по информационным технологиям Саутгемптонского университета. Он имеет докторскую степень в области электроники и информатики, первую степень в области математики и физики и выиграл более 30 миллионов фунтов стерлингов в виде финансирования исследований и предприятий, а также промышленного спонсорства. Опубликовал более 250 статей. Он стал соучредителем двух дочерних компаний и в качестве заместителя декана по предприятиям недавно отвечал за команду из 100 сотрудников с годовым оборотом 11 млн фунтов стерлингов, предоставляющих консультации по промышленному проектированию, крупномасштабные экспериментальные объекты и услуги здравоохранения.

Джереми Сингер – старший преподаватель (доцент) факультета компьютерных наук Университета Глазго. Он работает над языками программирования и системами времени выполнения, уделяя особое внимание многим основным платформам. Он опубликовал более 30 работ в этих областях. Доктор Сингер имеет степень бакалавра, магистра и доктора философии. степени Кембриджского университета. Он является членом ACM.

Посмотреть аннотацию

© 2018 Авторы. Опубликовано Elsevier BV

(PDF) Анализ производительности кластеров одноплатных компьютеров

Тесты

показали, что этот выбор не влияет на результаты

сравнения с использованием теста HPL, так как

не тестирует ввод / вывод. пропускная способность.При сравнении производительности одного узла

, Odroid C2 и Raspberry Pi 3 Model

B + сопоставимы при больших размерах проблем при 80% использовании mem-

ory. Оба типа узлов превосходят Raspberry Pi

3 Model B. Odroid C2 работает лучше всего при увеличении размера кластера

: кластер Odroid C2 с 16 узлами обеспечивает на 40%

большую производительность в GFLOPS, чем кластер

аналогичного размера. Узлы Raspberry Pi 3 Model B +. Это связано с

гигабитной сетевой производительностью Odroid C2; Rasp-

berry Pi 3 Model B + производительность сети ограничена

подключением USB2 к процессору со скоростью 480 Мбит / с.Эта производительность масштабирования

тер от Odroid C2 также означает

, что кластер Odroid обеспечивает лучшую энергоэффективность

и соотношение цены и качества.

При сравнении этих результатов с тестами предыдущих поколений Raspberry Pi SBC

становится ясно, насколько улучшилась производительность этих SBC. 16-узловой (64-ядерный) кластер

Raspberry Pi Model B достиг

1,14 GFLOPS, что составляет примерно четверть производительности одного Raspberry Pi 3 Model B +

.Результаты, представленные в этом документе

, показывают, что производительность и конструкция кластеров SBC

перешли от интересной идеи к

, способным обеспечить значительный объем вычислительной мощности

для использования в инфраструктуре будущего развертывания Интернета вещей.

мент. Результаты, представленные в этой статье, доступны

по адресу: doi.org/10.5281/zenodo.2002730.

Ссылки

[1] Р. Селлан-Джонс, Компьютер raspberry Pi поступает в общую продажу

, https: // www.bbc.co.uk/news/technology-171, Ac-

cessed: 2019-05-03 (2012).

[2] С. Дж. Кокс, Дж. Т. Кокс, Р. П. Бордман, С. Дж. Джонстон, М. Скотт,

Н. С. О’Брайен, Иридис-пи: недорогой компактный демонстрационный кластер

, Cluster Computing (2013). DOI: 10.1007 / s10586-013-

0282-7.

[3] SJ Johnston, PJ Basford, CS Perkins, H. Herry, FP

Tso, D. Pezaros, RD Mullins, E. Yoneki, SJ Cox, J. Singer,

Товарные одноплатные компьютерные кластеры и их appli-

катионов, Future Generation Computer Systems (2018).DOI:

10.1016 / j.future.2018.06.048.

[4] Raspberry Pi Foundation, Raspberry Pi 3 Model B,

https://www.raspberrypi.org/products/raspberry-pi-

3-model- b /, дата обращения: 03.05.2019 ( 2016).

[5] Raspberry Pi Foundation, Raspberry Pi 3 Model B +,

https://www.raspberrypi.org/products/raspberry-pi- 3-

model-b- plus /, дата обращения: 2019-05- 03 (2018).

[6] Hard Kernel, Odroid C2, https://www.hardkernel.com/shop/

odroid-c2 /, дата обращения: 03.05.2019 (2018).

[7] Дж. Гибб, Linpack и BLAS на Wee Archie, https:

//www.epcc.ed.ac.uk/blog/2017/06/07/linpack-and- blas-

wee- archie, дата обращения: 03.05.2019 (2017).

[8] Д. Папакириаку, Д. Коттоу, И. Костурос, Benchmarking Rasp-

berry Pi 2 Beowulf Cluster, International Journal of Com-

puter Applications 179 (32) (2018) 21–27 (апрель 2018 г.) ). DOI:

10.5120 / ijca2018916728.

[9] Э. Аптон, Raspberry Pi 3 Model B + уже в продаже

по адресу 35, https: // www.raspberrypi.org/blog/raspberry-pi- 3-

model-bplus- sale-now-35 /, дата обращения: 03.05.2019 (2018).

[10] FP Tso, DR White, S. Jouet, J. Singer, DP Pezaros,

The Glasgow Raspberry Pi Cloud: масштабная модель для облачных инфраструктур.

размещения инфраструктур, в: 2013 IEEE 33rd International Con-

семинары по распределенным вычислительным системам, IEEE,

2013, стр. 108–112 (июль 2013 г.). DOI: 10.1109 / ICDCSW.2013.25.

[11] М. Ф. Клотье, К.Парадис, В.М. Уивер, Проектирование и анализ

32-битного встроенного высокопроизводительного кластера, оптимизированного

для энергии и производительности, в: 2014 Аппаратно-программное обеспечение Co-

Design for High Performance Computing, IEEE, 2014, стр. 1–8

(ноябрь 2014 г.). DOI: 10.1109 / Co- HPC.2014.7.

[12] Л. Тунг, суперкомпьютер Raspberry Pi: Лос-Аламос

для использования 10 000 крошечных плат для тестирования программного обеспечения, https:

//www.zdnet.com/article/raspberry-pi- supercomputer-

los- alamos-to-use-10000-tiny -boards-to-test-software /,

Дата обращения: 03.05.2019 (2017).

[13] M. Keller, J. Beutel, L. Thiele, Demo Abstract: Mountain-

Вид

– Прецизионное распознавание изображений в высокогорных районах, в:

D. Pesch, S. Das (Eds.) , Дополнительные материалы 6-го семинара Eu-

Roanan по сенсорным сетям (EWSN), Корк, 2009 г.,

стр. 15–16 (февраль 2009 г.).

[14] К. Мартинес, П. Дж. Басфорд, Дж. Эллул, Р. Спантон, Гумсенс – узел датчика высокой мощности

с низким энергопотреблением, в: Д. Пеш, С. Дас (ред.),

Дополнительные материалы 6-го Европейского семинара по сенсорным

сетям (EWSN), Корк, 2009, стр.27–28 (февраль 2009 г.).

[15] К. Пал, С. Хелмер, Л. Миори, Дж. Санин, Б. Ли, Контейнер –

Граничная облачная архитектура PaaS на основе

на базе кластеров Raspberry Pi –

уровня, в: 2016 IEEE 4th Международная конференция по будущему

Internet of Things and Cloud Workshops (FiCloudW), IEEE,

Vienna, 2016, pp. 117–124 (август 2016). DOI: 10.1109 / W-

FiCloud.2016.36.

[16] П. Стивенс, Облако Raspberry Pi, https: //blog.mythic-

beasts.com / wp-content / uploads / 2017/03 / raspberry- pi-

cloud-final.pdf, дата обращения: 03.05.2019 (2017).

[17] А. Дэвис, Эволюция зверя продолжается,

https://www.balena.io/blog/the-evolution- of-the-beast-

продолжается /, дата обращения: 05.05.2019 -03 (2017).

[18] Дж. Адамс, Raspberry Pi Model B +, механический рисунок –

ing, https://www.raspberrypi.org/documentation/hardware/

raspberrypi / Mechanical / rpi_MECH_bplus_1p2.pdf, дата обращения:

2019- 05-03 (2014).

[19] Дополнительные платы и HAT, https://github.com/raspberrypi/

hats / Release / tag / 1.0, дата обращения: 03.05.2019 (2014).

[20] Э. Аптон, Г. Халфакри, Руководство пользователя Raspberry Pi, 4-е издание,

Wiley, 2016 (2016).

[21] П. Басфорд, С. Джонстон, Pi Stack PCB (2017). DOI: 10.5258 /

SOTON / D0379.

[22] Х. Мариас, Руководство по реализации схемы RS-485 / RS-422 Ap-

plication Note, Tech. представитель компании Analog Devices, Inc. (2008 г.).

[23] У. Петерсон, Д. Браун, Циклические коды для обнаружения ошибок, Pro-

ceedings IRE 49 (1) (1961) 228–235 (январь 1961).

DOI: 10.1109 / JRPROC.1961.287814.

[24] А. Петите, Р. Уэйли, Дж. Донгарра, А. Клири, HPL –

портативная реализация высокопроизводительного эталонного теста Linpack

для компьютеров с распределенной памятью, www.netlib.

org / benchmark / hpl, дата обращения: 03.05.2019 (2004).

[25] Х. В. Меуэр, Проект TOP500: 15 лет назад

опыта в области суперкомпьютеров, Информатик-Спектрум 31 (3)

(2008) 203–222 (2008).DOI: 10.1007 / s00287-008-0240-6.

[26] Дж. Дж. Донгарра, Производительность различных компьютеров с использованием программного обеспечения стандартных линейных уравнений

, http://icl.cs.utk.edu/

projectsfiles / rib / pubs / performance.pdf, дата обращения: 2019-

05-03 (2007).

[27] Р. Уэйли, Дж. Донгарра, Автоматически настраиваемое программное обеспечение линейной алгебры

, в: Труды конференции IEEE / ACM SC98,

1998, стр. 1-27 (1998). DOI: 10.1109 / SC.1998.10004.

[28] стр.Bridges, N. Doss, W. Gropp, E. Karrels, E. Lusk, A. Skjel-

lum, Руководство пользователя MPICH, портативная реализация

MPI, Аргоннская национальная лаборатория (1995).

[29] HPL: часто задаваемые вопросы, http://www.netlib.org/

benchmark / hpl / faqs.html, дата обращения: 03.05.2019.

[30] M. Sindi, How to – High Performance Linpack HPL, http:

//www.crc.nd.edu/~rich/CRC_Summer_Scholars_2014/HPL-

HowTo.pdf, дата обращения: 2019-05- 03 (2009).

15

New Part Day: Hackboard 2, одноплатный компьютер X86

От старых плат Gumstix до всеми любимого Raspberry Pi обычные одноплатные компьютеры (SBC) традиционно имели по крайней мере одну общую черту: процессор ARM. Но это не значит, что хакеров и производителей не интересовали SBC с подходящим процессором x86. Вот почему Hackboard 2 за 99 долларов так интересен. С современным чипом x86 в основе он похож на небольшую настольную материнскую плату, но со всеми дополнительными функциями, которые мы ожидаем от удобного для хакеров SBC.

Так в чем же дело? Одним словом, совместимость. Тот факт, что эти крошечные вычислительные устройства уклонялись от архитектуры x86, которую большинство из нас использует на своих настольных компьютерах и ноутбуках с 1980-х годов, изначально привел к проблемам совместимости программного обеспечения, но это в значительной степени перевешивалось преимуществами ARM. Последняя версия NVIDIA Jetson работает на чипе ARM по той же причине, что и смартфон в вашем кармане: они меньше, дешевле и энергоэффективнее, чем x86.

Однако они редко бывают сильнее. Даже самый последний и лучший Raspberry Pi 4, который часто рекламируется как жизнеспособная замена настольному компьютеру благодаря его четырехъядерному процессору Cortex-A72, будет абсолютно проигран по сравнению с самым быстрым из процессоров Intel Celeron. Разрыв в производительности слишком велик. Хотя Pi может превосходно справляться с большинством задач, которые ставит перед ним хакерское сообщество, всегда будет потребность в плате, которая ставит грубую вычислительную мощность превыше всего.

Вытягивая почти 40 Вт на полном ходу, Hackboard 2 не тот SBC, который вы хотели бы использовать для метеостанции на солнечной энергии.Но если вы собираете телевизионную приставку для воспроизведения видео и время от времени запускаете эмулятор, его процессор Celeron N4020 и графический процессор Intel UHD 600 представляют собой наиболее мощную комбинацию, доступную для устройства такого размера.

Полный пакет

Этот процессор Celeron также означает, что Hackboard 2 может работать под Windows, если вам нравятся подобные вещи. Хотя типы хакеров обычно более чем довольны запуском Linux или потенциально BSD на своих платах ARM, несомненно, есть часть сообщества, которая чувствует себя более комфортно, когда Клиппи смотрит им через плечо.Или, может быть, у них есть какой-то проект, для которого требуется программное обеспечение Windows, которое плохо работает с WINE. В любом случае, предустановленная на SBC проприетарная ОС будет стоить вам дополнительных 40 долларов, чтобы получить Hackboard 2 с копией Windows 10 Pro на 64-гигабайтной eMMC.

Несмотря на то, что мы не можем жаловаться на ЦП и ГП, учитывая то, что упаковывают конкуренты, тот факт, что на плате всего 4 ГБ ОЗУ, вызывает разочарование. Особенно, когда более дешевый Raspberry Pi 4 включает до 8 ГБ.Конечно, этого достаточно для большинства дистрибутивов Linux, но довольно скудно для Windows. В зависимости от того, какое программное обеспечение вы собираетесь установить, оно может даже не запуститься. Если вы ищете дешевую машину для работы с Photoshop, вам стоит поискать в другом месте.

С другой стороны, у Hackboard 2 нет недостатка в возможностях расширения. С двумя слотами NVMe M.2 для хранения данных проблем точно не будет, а три порта USB 3.0 позволяют подключать любые высокоскоростные гаджеты, которые могут вам понадобиться.Также имеется Pi-совместимый 40-контактный разъем GPIO, а также разъемы для камеры, сенсорного экрана и дисплея eDP. Если вы хотите протянуть руку и коснуться кого-то, на плате есть двухдиапазонный Wi-Fi, Bluetooth 5.1 и Gigabit Ethernet. Один из этих слотов NVMe может быть даже оснащен сотовым модемом.

В общем, Hackboard 2 – очень впечатляющий SBC по более чем разумной цене. Не предлагать версию с большим объемом оперативной памяти кажется довольно серьезным упущением, но, конечно, потребовалось некоторое время, прежде чем 8-гигабайтный вариант Pi 4 также появился на рынке.Мы, конечно, приветствовали бы аналогичную перетасовку SKU после релиза для Hackboard, но за сотню долларов на это довольно сложно жаловаться.

Отпечатки прототипа

Если вам интересно, как выпуск оригинальной Hackboard 1 каким-то образом прошел мимо вас; это не так. Действительно, существовала более ранняя версия Hackboard, но она считалась скорее прототипом следопыта. Компания Crowd Supply никогда не выпускала в продажу один из этих прототипов плат, чтобы дать нам представление о том, что команда задумала для окончательного оборудования.

Хотя мы, естественно, ценим возможность познакомиться с оборудованием, это поставило нас в несколько необычную ситуацию. Во-первых, нет смысла проводить какие-либо тесты на прототипе Hackboard, поскольку у него другой процессор, чем в коммерческой версии. Также было внесено несколько заметных изменений в аппаратное обеспечение, главным из которых, возможно, является удаление слота micro SD в прототипе в пользу второго слота NVMe M.2. Короче говоря, прототип достаточно отличается от оборудования, которое платные покупатели получат в 2021 году, поэтому проводить тщательный анализ просто нецелесообразно.

Итак, что может сказать о прототипе Hackboard? Что ж, он существует. Это должно утешить любого, кто беспокоится о способности команды доставить товар. Хотя им еще предстоит работа по внесению изменений, необходимых для Hackboard 2, им не нужно начинать с нуля.

С практической точки зрения приятно иметь SBC, который по сути представляет собой крошечный ПК. Он имеет традиционное меню BIOS, которое позволяет легко настроить все оборудование и изменить порядок загрузки.Включение загрузки с USB позволило мне без проблем запускать установщики Arch и Mint, и все работало из коробки.

По сравнению с платами ARM, которым обычно требуется запускать пользовательскую сборку вашего любимого дистрибутива Linux, Hackboard будет доволен всем, что вы на нее возьмете. Естественно, это означает, что вы можете купить версию за 99 долларов и установить свою собственную копию Windows также постфактум.

Опять же, это не последнее оборудование, и все полностью изменится с этого момента и до того момента, когда Hackboard 2 начнет поставляться клиентам.Но прототип, несомненно, впечатляет, и, возможно, на рынке нет ничего, что могло бы конкурировать с ним по этой цене. Мы надеемся представить вам полный обзор в будущем, но до тех пор это определенно продукт, за которым стоит внимательно следить.

Доля рынка одноплатных компьютеров в 2019-2025 гг. Отчет о размерах отрасли

Дата публикации: февраль 2019 г. | ID отчета: GMI708 | Авторы: Прити Вадхвани, Шубханги Ядав

Отраслевые тенденции

Рынок одноплатных компьютеров , объем которого в 2018 году составил более 620 миллионов долларов США, а в период с 2019 по 2025 год среднегодовой темп роста составлял 12%.

Получить более подробную информацию об этом отчете – Запросить бесплатный образец PDF

Растущее распространение технологии IoT и связанных с ней устройств стимулирует рост рынка одноплатных компьютеров. Эти системы обеспечивают простую интеграцию компонентов Интернета вещей и считаются одними из наиболее важных аппаратных средств Интернета вещей, создающих огромный спрос. SBC оснащены памятью, процессорами и т. Д. Raspberry Pi-2 – широко распространенный одноплатный компьютер с недавно представленной пересмотренной версией Raspberry Pi-3, который имеет четырехъядерный процессор ARM 7, интегрированный со встроенным 1 ГБ оперативной памяти. .Intel Galileo, Intel Edison и Arduino SBC – другие популярные одноплатные компьютерные системы, пользующиеся высоким спросом, увеличивающим рынок. Производители нацелены на непрерывные разработки, чтобы сделать их более компактными и экономичными, а также расширить их спрос в таких отраслях, как автомобилестроение, логистика, транспорт и гостиничный бизнес.

Несовместимость этих устройств с большинством процессоров является фактором, сдерживающим рост рынка одноплатных компьютеров.Более того, необходимо сделать несколько улучшений, чтобы повысить вычислительную мощность этих систем.

Отчет о рынке одноплатных компьютеров

Отчет об охвате	Детали
Базовый год:	2018	Объем рынка в 2018 году:	620 миллионов (долларов США)
Исторические данные для:	с 2014 по 2018 год	Период прогноза:	с 2019 по 2025 год
Прогнозируемый период с 2019 по 2025 год CAGR:	12%	2025 Прогноз стоимости:	1 миллиард (долларов США)
Страниц:	320	Таблицы, диаграммы и рисунки:	343
Охватываемые регионы (13):	U.С., Канада, Германия, Великобритания, Франция, Италия, Россия, Китай, Индия, Япония, Южная Корея, Бразилия, Мексика
Охвачено сегментов:	Компонент, конечное использование, применение и область
Драйверы роста:	Технологические достижения в полупроводниковой промышленности Растущий спрос в различных отраслевых вертикалях Увеличение инвестиций в технологии Интернета вещей Снижение стоимости одноплатных компьютеров Развитие программного обеспечения Linux для стимулирования роста SBC
Ловушки и проблемы:	Конструкция и сложность системы

Получите более подробную информацию об этом отчете – Запросите бесплатный образец PDF

Рынок одноплатных компьютеров по компонентам

CompactPCI (cPCI) – преобладающая технология, принятая на рынке одноплатных компьютеров, на долю которой в 2018 году приходилось более 25%.CompactPCI предлагает несколько преимуществ, включая простое расположение системных периферийных устройств на локальной шине, интеллектуальный ввод-вывод, более тесную связь с шиной памяти по сравнению с VME, модульность и надежность. Технология VPX – самая быстрорастущая технология, поскольку она предлагает высокопроизводительные встраиваемые вычислительные платформы, соблюдая ограничения на удары и вибрацию. Эта технология наиболее выгодна при параллельных вычислениях PCI-Express и в 1G или 10G Ethernet. Кроме того, он пользуется большим спросом в оборонных и аэрокосмических приложениях для критически важных приложений, где важны вес, мощность, малый размер и стоимость (SWaP-C), что будет способствовать развитию рынка.

Согласно прогнозам, с 2019 по 2025 год услуги системной интеграции

будут расти прибыльными темпами более чем на 12%. Рынок движется тенденцией закупки более дешевых предварительно сконфигурированных компонентов оборудования для увеличения прибыли. Системная интеграция включает в себя как аппаратное, так и программное обеспечение от нескольких поставщиков для конечных пользователей. Это увеличивает потребность в системной интеграции на рынке одноплатных компьютеров. На сегмент системной интеграции приходится более 45%, что связано с растущим спросом на требования для конкретных приложений.

Рынок одноплатных компьютеров, процессором

Рынок одноплатных компьютеров

на базе ARM занимает самую большую долю выручки в отрасли – более 40% в 2018 году благодаря растущему спросу на них на всех рынках приложений. Эти процессоры предлагают подходящие требования к производительности, стоимости и мощности и подходят для встроенных вычислений. Другим важным фактором спроса на процессоры ARM является их более низкая цена, чем у их аналогов процессоров x86.Эти ARM SoC предназначены для массовых мобильных продуктов.

Процессоры x86 основаны на наборе инструкций Intel 8086 и, по прогнозам, будут расти в течение прогнозируемого периода времени. Эти процессоры обладают высокой масштабируемостью и совместимостью, что значительно способствует росту рынка одноплатных компьютеров. Кроме того, они подходят для суровых промышленных условий, что делает их востребованными в производственном секторе. Эти процессоры можно легко интегрировать с несколькими технологиями, поскольку они очень гибкие.

Рынок одноплатных компьютеров, конечным потребителем

Прогнозируется, что растущая интеграция этих систем в медицинском секторе будет способствовать росту рынка одноплатных компьютеров. Эти компоненты нашли свое применение в устройствах для оказания медицинской помощи, носимых устройствах для здравоохранения и других медицинских устройствах, продвигая рынок. Спрос на эти компоненты обусловлен надежностью, которую они предлагают в различных специализированных и экологически сложных встроенных приложениях.

Промышленная автоматизация также будет пользоваться высоким спросом. Компания Heatworks Technologies Inc. разработала технологию сбора данных, основанную на Raspberry Pi SBC. Эта технология используется для сбора данных со станций тестирования водонагревателей. Данные о температуре записываются с помощью термопар k-типа, которые отправляются в другую систему через MQTT для просмотра данных. Raspberry Pi использует специальную печатную плату (PCB) для ввода различных данных, таких как текущее потребление воды и расход воды.Его также можно использовать в качестве выхода для управления тестом на воду через плату MOSFET.

Рынок одноплатных компьютеров, приложением

Ожидается, что растущий спрос на коммуникационные приложения внесет значительный вклад в рынок одноплатных компьютеров. Например, платы Android Uno используются для разработки автомобильных систем безопасности. Эти системы используют некоторые базовые компоненты, такие как блок микроконтроллера (плата Arduino Uno) и GSM-модуль SIM300, что позволяет создавать экономичные решения для улучшения параметров безопасности транспортных средств.

Одноплатный компьютер является основным блоком управления и обработки системы, который получает и обрабатывает информацию, полученную от всех компонентов. Модуль GSM действует как интерфейс связи между мобильным телефоном пользователя и Arduino. Датчики дверного контакта предоставляют SBC информацию о любой активности вторжения, которая затем обрабатывается и отправляется на мобильный телефон пользователя с помощью Arduino через модуль GSM. Arduino Uno, используемый в этой системе, основан на ATmega328 с 6 аналоговыми входами, 14 цифровыми контактами ввода-вывода, USB-соединением, керамическими резонаторами 16 МГц, разъемом питания, кнопкой сброса и заголовком ICSP.Это расширит рынок одноплатных компьютеров в ближайшие годы.

Рынок одноплатных компьютеров, по регионам

Северная Америка доминирует в сегменте одноплатных компьютеров и, как ожидается, сохранит тенденцию к достижению более 480 миллионов долларов США к 2025 году, поскольку существует огромный спрос на эти системы в сетях с поддержкой Интернета вещей. США находятся в авангарде внедрения автоматизации в производственном секторе и других отраслях промышленности.Рост инвестиций в развитие умных городов будет способствовать дальнейшему росту рынка одноплатных компьютеров. В США насчитывается более 2500 компаний с финансированием на сумму 125 миллиардов долларов США, что создаст значительные возможности для роста.

Азиатско-Тихоокеанский регион будет свидетелем значительного роста в течение прогнозируемого периода благодаря процветающей электронной промышленности. Присутствие на рынке нескольких местных поставщиков будет способствовать развитию рынка одноплатных компьютеров. Увеличение государственной поддержки внедрения автоматизации и Интернета вещей в таких странах, как Китай и Индия, приведет к увеличению спроса на эти компоненты.Растущий спрос на бытовую электронику, такую ​​как смартфоны, планшеты и другие гаджеты, увеличивает рыночный спрос на одноплатные устройства.

Доля на конкурентном рынке

Mercury Systems, UDOO, Olimex, Digi International, Advantech, Adlink Technology, Radisys, VersaLogic Corp., Eurotech Group и NET Burner, среди прочих, являются одними из крупнейших компаний на рынке одноплатных компьютеров. Эти игроки сосредотачиваются на внедрении дифференцированных продуктов по более низкой цене, чтобы расширить свою клиентскую базу.Снижение стоимости этих систем приведет к ускоренному внедрению этих систем. Например, Pantech Solutions предлагает автоматические огнетушители, которые используют Raspberry Pi для управления и мониторинга автоматических операций роботов. Эти роботы пожаротушения используются в нескольких промышленных средах. Система интегрирована с процессором ARM Core ARM1176JZF-S, который управляет скоростью и скоростью обработки данных роботов. Такие стратегии позволят производителям увеличить свою долю на рынке.

Одноплатная компьютерная промышленность Справочная информация

Рынок одноплатных компьютеров по-прежнему определяется поставщиками кремниевых компонентов, поскольку они являются строительным блоком любой конструкции. X86 становится все более популярным выбором одноплатных компьютеров из-за его совместимости с ПК. Эти одноплатные компьютеры действуют как встраиваемые ПК, и опытные дизайнеры могут взять сложные стандартные SBC и программное обеспечение и быстро преобразовать их в полезные вычислительные платформы по умеренной цене.Технические разработки являются решающими факторами, определяющими проникновение и рост рынка промышленной автоматизации. Разработки в области сетевых вычислений, технологий отображения и дисплеев Linux поддерживают взаимодействие человека с машиной, что будет стимулировать спрос на системы, продвигая рынок.

Часто задаваемые вопросы (FAQ):

одноплатных компьютеров и обсуждение Delphi в прямом эфире! – Подкаст на Delphi.org

Крейг и Джим обсуждали одноплатные компьютеры (SBC) и Delphi в этой прямой трансляции подкаста в Delphi.org

Если вы хотите настроить таргетинг на эти платы от Delphi, помните, если это процессор ARM, вы захотите запустить Android, а если это x86, то вы захотите запустить Windows или Linux. Вот несколько ссылок на некоторые из рассмотренных нами одноплатных компьютеров:

• MinnowBoard от NetGate – это SBC на базе x86, который включает конфигурации с Dual Ethernet, который отлично подходит для создания сетевых устройств. Он включает поддержку как Linux, так и Windows.Я еще не тестировал его, но надеюсь, что он будет работать нормально.
• Udoo x86 – это еще один SBC на базе x86 (отсюда и название – но имейте в виду, что у них есть не-x86 платы с разными именами), он поддерживает операционные системы Windows и Linux, и ваши приложения Delphi будут без проблем работать под обеими операционными системами. Существует 4 различных варианта x86 с разными конфигурациями. Он включает в себя Intel Braswell SOC в качестве основного процессора ОС, работающего под Linux и Windows, а также микроконтроллер Intel Curie, совместимый с Arduino.На обеих платах есть контакты GPIO, а контакты Кюри совместимы с большинством щитов Arduino. У вас есть выделенное последовательное соединение между ними, поэтому вы можете создать приложение Arduino с Visuino, которое работает на Curie, взаимодействует с различными датчиками, и оно будет работать независимо от вашего приложения Delphi, запущенного на Braswell.
• LattePanda – это SBC для Windows 10, который поставляется с предустановленной Windows 10. Существует две разные конфигурации оборудования, и вы можете выбрать активацию Windows 10 или использование собственной лицензии.Он также включает в себя отдельный микропроцессор ATmega32u4, совместимый с Arduino, опять же с выделенным последовательным соединением между двумя процессорами и выводами GPIO для обоих процессоров.