私たちの評決
Raspberry Pi 4よりもコストがかかりますが、Orange Pi 4Bにはさまざまな利点があります。つまり、より安定したソフトウェアビルドを待つことができればです。
ために
仕様に見合った価格
高性能NPUコプロセッサーが含まれています
外部ハードウェア用に分割されたPCIExpressレーン
に対して
不安定なソフトウェア
限られたUSBポート
制限付きPCIExpressハードウェアサポート
最近、ディープラーニングとマシンインテリジェンスについて多くの話題があり、ほとんどすべてのプロセッサメーカーは、独自の人工知能を構築するという計算量の多いワークロードを加速するための答えがあると主張しています。Intelは、最近スケーリングされたLoihiリサーチプロセッサを使用して、人間の脳に触発されたニューロモルフィックコンピューティングに取り組んでいます。一方、Nvidiaには、汎用アクセラレータとしてグラフィックス処理テクノロジーを活用するJetsonNanoのような製品があります。Googleには社内のTensorProcessingUnit（TPU）があり、昨年3月に熱狂的な市場向けに発売され、今年初めに更新される予定です。
これらのビッグネームは市場で独立しているわけではありません。注意してください。SeeedStudioGroveAIHATなど、AIの加速を可能な限り低コストで大衆にもたらすと主張する、より小さな名前の製品があります。ここがShezhenXunlongSoftwareCoです。OrangePi4Bが狙いを定め、ニューラルネットワーキングコプロセッサと並んでRaspberry Pi 4ModelBに匹敵する仕様を誇っています。
デザイン
名前が示すように、XunlongのOrange Piシリーズは、シングルボードコンピューターのRaspberryPiファミリーの成功からインスピレーションを得ました。Orange Pi 3のような以前のモデルは、市場のローエンドをターゲットにしていました。Orange Pi 4Bは、約2倍の価格で、顕著な外れ値です。
一見すると、OrangePi4BはOrangePi3のコスト削減された代替品として設計されていると考えることは許されます。その前身の4つのUSB3.0ポートは2つのUSB2.0ポートと1つのUSB3.0Typeに削減されました-オンザゴー（OTG）をサポートするCポートは、単一のフルサイズHDMI出力の近くにあります。これは、HDMIケーブルが他のものを使用している場合はType-Cポートを使用できないことを意味します。可能な限りスリムなコネクタハウジング。一見すると、OrangePi3のmini-PCIExpressコネクタもなくなっているように見えます。むしろ、ボードの右上にあるリボンコネクタに追いやられており、外部ハードウェアに使用する場合は、オプションのPCIeブレークアウトボードが必要です。
その先祖、そして彼らの創造に影響を与えたRaspberry Piのように、Orange Pi 4Bは裸の回路基板として提供されており、執筆時点ではケースは利用できませんでした。Orange Pi 4 non-Bは同じコアハードウェアに基づいていますが、基本的に1つのバリアントしかありません。49ドルを選択すると、非Bバージョンは2つのフルサイズUSB3.0ポートと追加のUSB2.0ホストポートを獲得し、16GBeMMCオンボードフラッシュストレージチップを部品表から外してコストを削減するオプションを提供しますさらに。ただし、非Bモデルへの移行には大きな損失があります。それは、OrangePi4Bでのみ利用可能な巧妙なGyrfalconNPUアクセラレータです。
ハードウェア
Orange Pi 4Bは、RockchipのRK3399システムオンチッププロセッサを選択するシングルボードコンピュータの数が増えているものの1つであり、通常は6コア設計として請求されます。これは技術的には真実ですが、設計の複雑さを一掃します。SoCのCPUは2つのクラスターに分割され、どちらも「最大」2GHzで動作します。デュアルコアArmCortex-A72クラスターは、需要の高いタスクを処理します。クアッドコアArmCortex-A54クラスターは、電力を節約する手段として、要求の少ない作業のために手元にあります。
Linuxユーザーには、CPUは単一の6コアプロセッサのように見えます。そして、特定のタスクを実行するためにどのコアを選択するかを決定するスケジューラーに翻弄されます。これにより、作業が可能な限り簡単になりますが、パフォーマンスが期待どおりに拡張されないことを意味します。タスクが完全に並列化可能であっても、6つのスレッドでは2つのスレッドよりも3倍速く実行されません。
CPURAMGPUコプロセッサービデオ出力USBポート有線ネットワークワイヤレスカメラ入力PCIExpressストレージ電源入力サイズ重量
Rockchip RK3399 2GHz：2x Arm Cortex-A72、4xArmCortex-A54コア
デュアルチャネルLPDDR4
Arm Mali-T864：OpenGL ES 3.1
Gyrfalcon Lightspeeur 2801Sニューラルプロセッシングユニット（NPU）
1x HDMI 2.0 4K60、1x DisplayPort 1.2、4K60（USB Type-C経由）、2x LCD（1x MIPI CSIと共有）
2x USB 2.0ホスト、1x USB Type-C 3.0
1xRealtekRTL8211Eギガビットイーサネット
SparkLANAP6256デュアルバンド802.11a/b / g / n / ac、Bluetooth 5.0
2x MIPI CSI（1x LCDと共有）
1x PCI Express 2.1
16GB eMMC、microSD拡張
5V 3A DC、5V 3A USB Type-C
95x61x24.5mm
48g
CPUはArmMali-T864GPUに結合されます。これには、Androidでのハードウェア3Dアクセラレーションのサポートと、Xunlongでサポートされるより一般的なLinuxディストリビューションが含まれます。OpenGL ES 3.1までをサポートしますが、SBC作成者としてのXunlongもSOCメーカーとしてのRockchipも、KhronosGroupから適合認証を取得していません。
オンボードには4GBのデュアルチャネルLPDDR4メモリと16GBのeMMCストレージがあります。これは消費者中心のRaspberryPiの範囲から長い間要求されてきましたが、まだ提供されていません。RaspberryPiに欠けているもう1つのOrangePi4B機能は、PCI Expressのサポートであり、オプションのブレークアウトボードへのリボンケーブルコネクタを介して利用できます。
Orange Pi 4Bを競合他社から際立たせるのはSoCではありません。GyrfalconTechnologiesによって設計および構築されたディープラーニング中心のアクセラレータであるLightspeeur2801Sニューラルプロセッシングユニット（NPU）です。ボードを一目見ただけでそれを見逃したことは許されます。これは、USB 2.0ポートのすぐ後ろにある小さなBGAパッケージであり、まったく目立たないものです。
Orange Pi 4Bには、興味深いデュアルモード電源入力があります。RaspberryPi4と同様に、USB Type-Cコネクタからボードに電力を供給することができますが、そうすると、OrangePi4の唯一のUSB3.0ポートがブロックされます。ボードの右下にあるバレルジャックコネクタを使用することをお勧めします。これは、センターピンの正の5V 3A入力を受け入れ、HDMIに反しない限り、USB3.0ポートを空けておきます。少なくともポート。USBType-CポートにはDisplayPort1.2接続もあり、2つのLCDパネルコネクタがあります。そのうちの1つは、ボードの2番目のMIPI Camera Serial Interface（CSI）コネクタとしての役割を果たします。
95 x 61 x 24.5mmおよび48gのボードは、Raspberry Pi 4 Model Bよりもわずかに大きくて重いですが、競争は激しいです。その重量には、デュアルバンドWi-FiおよびBluetooth 5.0ラジオ用のバンドルされた外部アンテナが含まれています。このアンテナは、UFLコネクタのおかげで、自分で選択して簡単に交換できます。金属製のハウジングに組み込むことを計画している人にとっては、これは大きなアップグレードです。シンプルなUFLピグテールを使用すると、アンテナ接続をボックスの外に安価かつ簡単に持ち込むことができます。
ソフトウェア
以前のリリースと同様に、Xunlongは、いくつかのユースケースをカバーするオペレーティングシステムイメージを用意しました。箱から出して、OrangePi4BはeMMCフラッシュメモリにプリロードされたひどい2018年11月のパッチレベルでAndroid8.1を実行しています。
モダンの素晴らしさを期待している人は誰でも-少なくとも、現在のリリースから2つのバージョンがあり得るのと同じくらいモダンです-悲しいことに、Androidはおそらくがっかりするでしょう。ボードのすべての機能がサポートされていますが、Xunlongが提供するAndroid Open Source Projectビルドは非常に必要最低限のものであり、ご想像のとおり、GoogleAppsのサポートは含まれていません。また、CPUクラスターを誤検出しているように見えます。バンドルされているベンチマークユーティリティは、パフォーマンスの低いクアッドコアクラスターでのみ実行でき、パフォーマンスの高いデュアルコアクラスターでは実行できないことを示しています。
ほとんどのユーザーは、代わりに提供されている他のオペレーティングシステムのいずれかを選択する可能性があります。ダウンロードはDebian Linux 9、Ubuntu 16.04、およびUbuntu 18.04に提供されます。また、Ubuntu 18.04は2年が経過している可能性がありますが、Canonicalから2023年4月。
悲しいことに、物事はUbuntu18.04を選んで物事を進めるほど単純ではありません。Xunlongは、オペレーティングシステムイメージの2つのバージョンを提供します。最初のバージョンにはGyrfalcon Lightspeeur NPUを使用するために必要なソフトウェアが含まれていますが、完全なルートパーティションが原因でほぼ即座にクラッシュし、microSDカードを埋めるためにサイズを変更できない、明らかに未研磨のビルドです。その上にフラッシュされています。2つ目は、「バージョン1.2」とマークされており、はるかにスムーズなユーザーエクスペリエンスを提供しますが、Lightspeeurのソフトウェアはありません。ただし、デバイスはオペレーティングシステムに表示されるため、必要なソフトウェアと開発ツールを自分でインストールすることは完全に可能です。
2つのUbuntuビルドには別の違いがあります。NPUバージョンはGPUでの3Dおよびビデオデコードアクセラレーションをサポートしていませんが、非NPUバージョンは一般的なソフトウェアの使用とバンドルされているGoogleChromeブラウザーの両方でサポートしています。残念ながら、パフォーマンスは最高ではなく、それほど要求の厳しいglmark-es2ベンチマークでは毎秒30フレームをはるかに下回っています。
これは、両方のビルドに存在する安定性の問題によって急速に影が薄くなります。Chromeブラウザーはテスト中に頻繁にクラッシュし、Speedometer2.0ブラウザーのベンチマークの最後に到達できませんでした。NPUのデモも、数分の実行後にクラッシュします。これらがXunlongが将来のソフトウェアアップデートで解決する問題であるかどうかは、まだわかりません。
CPUベンチマーク
Orange Pi 4Bのペースを試すために、NPUテストを除くすべてのUbuntu 18.04「バージョン1.2」イメージを実行しているボードに、完了するベンチマークの選択肢が与えられ、そのスコアがRaspberryPi4モデルB4GBと比較されました。 。
合成Linpackベンチマークでは、Orange Pi 4Bは競合他社に先んじて快適に引っ張っているようです。単精度のパフォーマンスは特に注目に値し、32ビットのRaspbianではなく64ビット環境で実行することで向上する可能性があります。 Raspberry Pi 4. NEONアクセラレーションを有効にするとギャップが狭くなりますが、これは、RK3399のメインCPUクラスターからNEONタスクが実行された結果である可能性があります。
かなり現実的なファイル圧縮ベンチマークでは、ギャップは埋められます。両方のボードが同様のパフォーマンスを提供しましたが、Raspberry Pi 4モデルBは、CPUクロック速度が遅いにもかかわらず、OrangePi4Bよりもいくらか速くシングルスレッド圧縮タスクを完了しました。一方、Orange Pi 4Bは、マルチスレッドテストで優位に立っており、おそらく追加の2つのCPUコアのおかげです。
同じわずかなパフォーマンスの利点は、GIMP画像編集ベンチマークでも見られます。ここでも、OrangePi4BはRaspberryPi4よりもわずかに早くタスクを完了しました。ここでも、OrangePi4Bのより高速なメモリスループットでゲインが見られる可能性が高くなります。 。
ストレージベンチマーク
シングルボードコンピュータは、外付けハードドライブを低コストのネットワーク接続ストレージに変える手段として人気が高まっています。一方、ディープラーニングタスクに取り組むことを検討している人は、大規模で高性能なストレージの恩恵を受けることもできます。ここでは、両方のボードに外部USB 3.0 SSDと同じモデルのmicroSDカードが与えられ、fioユーティリティを使用して読み取り/書き込みスループットが測定されます。
Orange Piは、USBストレージテストで競合他社に先んじて、Raspberry Pi 4よりも著しく高速に外部SSDの読み取りと書き込みを行います。ただし、これらの結果は、単一のUSB3.0Type-Cポートに接続されたデバイスにのみ当てはまります。 USBOTGアダプター。SSDをフルサイズのUSB2.0ポートに移動すると、当然、パフォーマンスが約30MBpsに低下します。
ただし、microSDテストでは状況が逆転します。ここでは、RaspberryPi4が競合他社のパフォーマンスを簡単に2倍にします。ただし、ここで注意すべき小さなしわがあります。OrangePi 4Bは、NPU中心の「バージョン1.0」Ubuntuイメージで、より洗練された「バージョン1.2」よりも高いパフォーマンスを提供しました。これは、パフォーマンスをRaspberryに近づける可能性があるバグを示唆しています。将来のソフトウェアアップデートでのPi4。
互換性のあるホストバスアダプタカードとペアリングすると、ボードの右上にあるPCIExpressコネクタを介してストレージスループットを向上させることができます。そこで利用可能なPCIe2.1接続のシングルレーンがあり、500MB/秒の理論上のピークスループットを提供します。$ 3.90のブレイクアウトボードは別売りですが、残念ながらレビューサンプルはそれなしで提供されたため、これはテストされていませんでした。
ネットワークベンチマーク
高速ストレージには高速ネットワークが本当に必要です。ここで、Orange Pi 4Bには、有線イーサネットポートと、2.4GHzおよび5GHzWi-Fi無線の2つのオプションがあります。これはRaspberryPi4と同じです。
有線イーサネットポートのパフォーマンスは、2.4GHz Wi-Fiスループットと同様に、OrangePi4BとRaspberryPi4の間で多かれ少なかれ首を絞めています。5 GHz接続に切り替えると、OrangePi4BがRaspberryPi4から引き離され、接続速度が大幅に向上します。
残念ながら、注意すべき点が1つあります。OrangePi4BはRaspberryPi4よりも優れた5GHzWi-FIスループットを提供しますが、その範囲はかなり制限されています-バンドルされた外部アンテナにもかかわらず、またはおそらくそのためです。Orange Pi 4Bは、テストに使用され、同じ部屋にある専用のラボルーターを問題なくピックアップできましたが、そのエリアにある他の5GHzネットワークを確認できませんでした。RaspberryPi4は、ネットワークスキャンで問題なく検出できました。
パワーベンチマーク
Raspberry Pi 4は、消費電力と熱出力が高いことで批判されることがよくありますが、ファームウェアの更新がリリースされてから、両方がより管理しやすいレベルに低下するため、状況は大幅に改善されています。Orange Pi 4Bは同じトラップに分類されますか？
最新のRaspbianビルドを実行しているRaspberryPi4モデルB4GBと比較すると、Orange Pi 4Bは、アイドル時とロード時の両方で電力消費がやや少なくなりますが、それほど多くはありません。ここで最も興味深いのは、Lightspeeur NPUが消費電力にほとんど影響を与えないことです。Lightspeeurを介して画像認識ネットワークを実行すると、消費電力が1ワットしか増加しませんでしたが、チップ自体は手触りが冷たく保たれていました。
SoCについても同じことは言えません。10分間のCPU負荷の高いワークロード後の熱画像では、外部パッケージのピーク温度が摂氏74.2度であることがわかります。熱出力はPCBのスループットを効果的に拡散できず、SoCのマウントプロセスでサーマルボンディングを考慮することができないことを示唆しています。
熱画像の他のホットスポットは、RK808電源管理IC、GL3224Eカードリーダーコントローラー、およびRTL8211Eイーサネットコントローラーで確認できます。後者は、画像がイーサネットなしでキャプチャされたため、ボードのファームウェアで電源管理が有効になっていないことを示しています。ケーブルが接続されています。
神経処理
これはすべて、Orange Pi 4Bを汎用のシングルボードコンピューターと比較していますが、Orange Pi 4Bを興味深い設計にしているのは、ディープラーニングタスクの非常に特殊な目的です。ここで、テストはUbuntu 18.04 NPUの「バージョン1.0」イメージに切り替えられます。これは、システムを適切に実行するためのスペースを確保するために、ルートパーティションを手動で拡張するプロセスです。
NPUを駆動するためにバンドルされているソフトウェアは、Gyrfalcon独自のソフトウェア開発キットとデモのコピーにすぎません。これは、プログラマーに独自のソフトウェアでNPUを使用する方法を紹介するとともに、事前にトレーニングされた少数のニューラルネットワークを通じてその機能を実証することを目的としています。
NPUには、画像の認識と分類のタスクが与えられました。一連の画像がメモリに読み込まれ、NPUは、画像が何を表しているかを把握するために推論ネットワークを実行します。各推論の試行はタイミングがとられ、確率スコア（0から1の間で、分類が正しい可能性）が与えられます。
Lightspeeur NPUは問題なくテストを実行し、毎秒15〜25フレームの速度で画像を分類しました。これは、ボードのツインCSIカメラポートから提供される低フレームレートの着信ビデオストリームのライブ分類に十分です。印象的なことに、これを行うのに必要な電力はわずか1Wで、代わりにArm Mali GPUを使用して達成できるよりもはるかに少なく、パフォーマンスも優れています。
ニューラルネットワークを実験している人にとって、Lightspeeurはボードの王冠の決定的な宝石です。他のすべての人にとって、それは好奇心に過ぎない可能性があります。Gyrfalcon自身のデモンストレーションと、自分で夢見ているニューラルネットワークのワークロード以外では、それを利用することはできません。Chromeをこれ以上高速に実行したり、ビデオ再生の効率を向上させたりすることはできません。GyrfalconがLightspeeurファミリーをニューラルネットワークアクセラレーションの標準にすることに成功し、AI革命が実際にニューラルネットワーキングテクノロジーをデスクトップにもたらした場合、それは変わる可能性があります。それ以外の場合は、開発者だけが関心を持つものになります。
結論
Orange Pi 4Bには好きなものがたくさんありますが、いくつかの煩わしさがあります。単一のPCIExpressレーンは歓迎すべき光景ですが、ブレークアウトボードが必要であり、執筆時点で利用可能なドライバーがあるため、単一のネットワークカードとSATAホストバスアダプターカードとの互換性が制限されています。USB Type-Cコネクタは、高速外部ストレージやGoogleのCoral Acceleratorなどの追加のコプロセッサへの接続には十分ですが、HDMIコネクタを汚す可能性があります。
物事のソフトウェア側も作業が必要です。Orange Pi 4BのGPIOヘッダーは、それを機能させるために必要なソフトウェアがまだ新しいボードに移植されていなかったため、このレビュー中にテストされていませんでした。安定性も大きな問題であり、クラッシュによってテストが頻繁に中断され、Speedometer2.0ベンチマークの完了が完全に妨げられました。
これらの警告があり、Orange Pi 4Bが前任者の2倍の価格であるという理解があっても、ボードが気に入らないのは難しいことです。Lightspeeur NPUは、この重要な部分です。非常に低い消費電力で印象的なニューラルネットワークアクセラレーションを提供し、機械学習、コンピュータービジョン、または人工知能の分野で働くすべての人にとって素晴らしいリソースです。
ただし、画像分類、オブジェクト認識、およびその他のニューラルネットワークワークロードを試してみたいと思わない場合は、Orange Pi 4の方が低コストで、USB3.0接続が追加されています。一方、Raspberry Pi 4Bは、より成熟したソフトウェアスタックと非常に幅広いコミュニティ主導のエコシステムの恩恵を受けています。
