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Raspberry Pi Compute Module 4: 작지만 강력한

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    우리의 평결

    이것을 프로젝트에 포함시킬 수 있는 기술과 지식이 있다면 정말로 그래야 합니다. 그렇지 않다면 Raspberry Pi 4를 고수하십시오.

    을위한

    인상적인 폼 팩터
    강한
    Compute Module 4 IO 보드는 양호합니다.

    에 맞서

    최대한 활용하려면 기술이 필요합니다.
    값 비싼

    라즈베리 파이 컴퓨트 모듈 4가 발표될 당시에는 조금 의외였는데, 기분 좋은 서프라이즈라고 해도 과언이 아니다. 더 작은 패키지에 Raspberry Pi 4의 성능을 압축한 Compute Module 4는 산업 및 임베디드 시장을 위해 설계된 제품입니다. 물론 애호가는 보드를 잘 사용할 수 있지만 사용 시 몇 가지 주의 사항이 있습니다.

    우리는 Raspberry Pi 거래에서 2개의 Compute Module 4 유닛을 보냈습니다. 하나는 1GB RAM과 32GB eMMC가 포함된 모듈이고 다른 하나는 8GB RAM이 있고 온보드 스토리지가 없는 Compute Module 4 Lite입니다. 우리는 코어에서 모든 마지막 MHz를 짜내기 위해 CPU를 최대 2.3GHz까지 오버클럭하는 것을 포함하여 두 제품을 모두 속도를 냈습니다. 

    컴퓨팅 모듈 4의 설계

    2.1 x 1.5인치(55 x 40mm) 크기의 Compute Module 4는 Raspberry Pi 4 하드웨어용 소형 패키지입니다. Broadcom BC2711 SoC는 보드에서 가장 눈에 띄는 부분이며 여기에는 1.5GHz에서 쿼드 코어 Cortex-A72(ARM v8) 64비트 SoC가 있습니다. 모듈 변형에 따라 내장형 플래시 스토리지 및 Wi-Fi/Bluetooth 옵션이 있습니다. 플래시 저장 장치가 있는 보드에는 SoC 바로 위에 검은색 칩이 있으며 왼쪽 상단에는 선택 사양인 외부 안테나 커넥터 옆에 Raspberry Pi 브랜드 무선 칩(RPI-RMO)이 있습니다.

    Compute Module 4는 SODIMM 커넥터를 채택한 이전 모듈과 크게 다릅니다. Compute Module 4는 “2개의 고밀도 수직 커넥터(하나는 전력 및 저속 인터페이스용, 다른 하나는 고속 인터페이스용)”를 사용하여 캐리어 IO 보드에 연결합니다. 이 새로운 커넥터는 이전 IO 보드와의 호환성을 깨지만 Gumstix와 같은 회사는 이전 IO 보드에서 사용하기 위해 CM4 모듈을 변환하는 어댑터 보드를 출시했으며 유사한 어댑터가 Turing Pi 2 클러스터 컴퓨터와 함께 사용됩니다. 

    Raspberry Pi 컴퓨팅 모듈 4 사양 

    SoC
    BCM2711

     
    1.5GHz 쿼드 코어 64비트 ARM Cortex-A72 CPU.

     
    H.265(HEVC) 비디오의 4Kp60 하드웨어 디코딩으로 OpenGL ES 3.x를 지원하는 VideoCore VI 그래픽.

     
    H.264(AVC) 비디오의 1080p60 하드웨어 디코딩 및 1080p30 하드웨어 인코딩


    1GB, 2GB, 4GB 또는 8GB LPDDR4-3200 SDRAM

    플래시 스토리지
    8GB, 16GB 또는 32GB eMMC 플래시 스토리지(옵션)

    GPIO
    40개의 GPIO 핀, 최대 6개의 UART, 6개의 I2C 및 5개의 SPI

    연결성
    단일 레인 PCI Express 2.0 인터페이스.

     
    IEEE 1588을 지원하는 기가비트 이더넷 PHY.

     
    USB 2.0 포트 2개

     
    최대 4K 해상도의 듀얼 HDMI 인터페이스.

     
    듀얼 MIPI DSI 디스플레이 및 듀얼 MIPI CSI-2 카메라 인터페이스.

     
    2.4GHz 및 5GHz IEEE 802.11b/g/n/ac 무선 LAN 및 Bluetooth 5.0(옵션)

    Raspberry Pi Compute Module 4 변형 

    Compute Module 4에는 1GB RAM이 있고 온보드 스토리지 또는 Wi-Fi가 없는 25달러짜리 Compute Module 4 Lite부터 8GB RAM, Wi-Fi 및 32GB의 온보드 eMMC 플래시 스토리지가 있는 90달러짜리 Compute Module 4까지 32가지 변형이 있습니다. 변형을 두 개의 배치로 나누면 Wi-Fi가 있는 16개의 모듈과 Wi-Fi가 없는 16개의 추가 모듈이 있습니다. 각 배치에는 1,2,4 및 8GB RAM과 8, 16 및 32GB eMMC 스토리지 옵션과 온보드 스토리지를 생략하는 Lite 옵션이 있는 모델이 있습니다.

    올바른 변형을 선택하는 것은 의도한 프로젝트에 따라 다릅니다. 컴퓨팅 모듈은 임베디드 프로젝트용으로 설계되었기 때문에 이러한 엄청난 선택이 제공하는 유연성으로 인해 프로젝트를 다양한 용도와 가격대에 맞게 설계할 수 있습니다. 8GB RAM과 32GB 스토리지가 있는 모듈을 로봇 공학이나 간단한 프로젝트에 사용하려는 경우에는 의미가 없습니다.

    Raspberry Pi Compute Module 4 사용 

    Compute Module 4는 이전의 다른 모듈과 마찬가지로 사용하기 위해 캐리어 보드가 필요한 모듈입니다. 컴퓨팅 모듈은 임베디드 시스템에서 사용하도록 만들어졌습니다. 예를 들어, 일부 NEC 텔레비전은 컴퓨팅 모듈을 두뇌로 사용합니다. 그러나 컴퓨트 모듈을 중심으로 프로젝트를 개발하려면 공식 컴퓨트 모듈 IO 보드와 같은 캐리어 보드를 사용해야 합니다. 

    IO 보드로 프로젝트를 개발한다는 것은 Compute Module 4를 커넥터에 연결하고 eMMC가 있는 Lite 또는 모듈이 있는지 여부에 따라 마이크로 SD 카드를 삽입하고 부팅하거나 Raspberry에서 제공하는 도구를 사용하여 eMMC를 플래시한다는 것을 의미합니다. Pi Foundation(처음으로 Raspberry Pi를 설정하는 방법 참조). 

    작동 시 Compute Module 4는 Raspberry Pi 4처럼 작동하며, IO 보드에는 HAT 및 추가 보드를 사용할 수 있는 GPIO 브레이크아웃도 있습니다. 이것은 이전 컴퓨팅 모듈 IO 보드와 새 보드 간의 차이점을 보여줍니다. 구형 IO 보드는 비표준 GPIO 레이아웃을 통해 Broadcom SoC의 모든 GPIO 핀에 대한 액세스를 제공했습니다. Compute Module 4는 기존의 40핀 GPIO와 PoE 헤더를 제공하며 Pimoroni Explorer HAT Pro를 사용하여 GPIO를 테스트했으며 모든 것이 예상대로 작동했습니다.

    우리는 Compute Module 4 및 Lite에서 일련의 Stressberry 테스트를 실행했으며 1.5GHz에서 Compute Module 4 Lite가 섭씨 33도, 기존 Raspberry Pi 4보다 7도 더 낮은 온도임을 발견했습니다. Compute Module 4는 섭씨 35도에서 약간 더 따뜻했습니다. . 

    Stressberry를 테스트하는 동안 Compute Module 4는 섭씨 67도, Lite는 섭씨 64도, 재고 Pi 4는 섭씨 65도에서 실행되었습니다. 일반 Pi 4와 Compute Module 사이에는 큰 차이가 없습니다. Compute Module 4와 Lite를 오버클럭하여 추가 성능을 끌어낼 수 있으며 테스트에서 Compute Module 4 Lite가 2.3GHz까지 오버클럭할 수 있음을 발견했습니다! 

    물론 오버클럭의 경우 냉각을 사용해야 했으며 우리의 경우 Pimoroni FanShim을 해킹하여 SoC를 직접 냉각했습니다. IO 보드는 소프트웨어에서 제어할 수 있는 표준 12V PC 케이스 팬 커넥터(J17)와 함께 제공됩니다.

    컴퓨트 모듈 4 IO 보드 

    컴퓨트 모듈 4는 캐리어 보드 없이는 아무것도 아니며, 공식 보드는 컴퓨트 모듈 4 개발을 위한 필수 구매품인 컴퓨트 모듈 4 IO 보드입니다. IO 보드는 Compute Module 4와 함께 작동하는 데 필요한 연결을 제공합니다. IO 보드 주변에는 두 개의 공식 Raspberry Pi 카메라(V1, V2 및 고품질 카메라)용 커넥터가 있지만 다음과 같이 더 작은 카메라 플렉스 케이블을 사용해야 합니다. Raspberry Pi Zero W와 함께 사용됩니다. 두 개의 공식 디스플레이를 동시에 사용할 수도 있으므로 다시 작은 케이블이 필요합니다.

    Raspberry Pi 40핀 GPIO가 있으며 일반적인 Raspberry Pi와 동일한 레이아웃으로 제공되므로 PoE HAT와 함께 HAT 및 추가 보드를 사용할 수 있습니다. 2개의 풀 사이즈 HDMI 포트, 기가비트 이더넷 및 2개의 USB 2.0 포트가 보드 측면에 있습니다. USB 포트 옆에는 eMMC를 플래시할 수 있는 컴퓨터에 IO 보드를 연결하는 데 사용되는 단일 마이크로 USB 포트가 있습니다. 

    마이크로 USB 포트 옆에는 마이크로 SD 카드 슬롯과 외부 USB 포트를 연결할 수 있는 구멍이 있습니다. 보드의 맨 오른쪽에는 보드에 12V DC 전원을 제공하는 단일 DC 입력이 있으며 이를 위해서는 양질의 12V DC 전원 공급 장치가 필요합니다. 테스트에서 우리는 12V 2.5A 전원을 사용했고 문제가 없었습니다. 

    보드의 오른쪽 상단에는 두 개의 흰색 커넥터가 있습니다. ; J17은 일반적인 PC 팬용 팬 연결이고 J20은 외부 전원 공급 장치 연결입니다.

    IO 보드의 가장 흥미로운 부분은 PCIe SSD를 포함한 호환 장치와 함께 사용할 수 있는 PCIe Gen 2 x1 슬롯입니다. 현재 이것은 여전히 ​​실험 중인 영역 중 하나이며 Jeff Geerling과 같은 대담한 사용자는 GPU 및 5GBP 이더넷을 Compute Module 4에 추가하기 위해 노력하고 있습니다. 

    Compute Module 4의 사용 사례 

    Turing Pi 2 프로젝트와 같은 클러스터 컴퓨팅의 경우 Compute Module 4는 매우 강력한 옵션입니다. 

    Compute Module 4는 임베디드 애플리케이션용으로 제작되었습니다. 프로젝트가 본질적으로 산업 또는 IoT인 경우 Compute Module 4의 이점을 얻을 수 있습니다. 이 보드를 최대한 활용하려면 자체 캐리어 보드를 설계 및 제작하는 기술이나 올바른 캐리어 보드를 선택하고 구매할 수 있는 지식이 필요합니다. 전부.

    진취적인 회사는 임베디드 장치에 사용하기 위해 Compute Module 4를 채택할 가능성이 높습니다. 작지만 강력한 이 장치로 구동되는 수많은 핸드헬드 장치와 크라우드 펀딩 프로젝트를 기대하십시오.

    PCIe 및 컴퓨팅 모듈 4 

    Compute Module 4 IO 보드는 사용자가 구성할 수 있는 PCIe Gen 2 x1 슬롯이 있는 최초의 Raspberry Pi로, 사용자가 어댑터를 통해 NVMe 드라이브를 포함한 모든 호환 카드를 삽입할 수 있습니다. 

    Raspberry Pi 4는 PCIe 컨트롤러가 있는 최초의 보드였으며 이것은 2개의 USB 3.0 포트에 사용되는 VLI805에 연결되었습니다. 이 글을 쓰는 시점에서 PCIe 포트의 한계는 여전히 Jeff Gerrling과 같은 해커에 의해 조사되고 있습니다. Geerling의 테스트에서 그는 Samsung EVO Plus NVMe 드라이브가 Compute Module 4의 내부 eMMC 플래시 스토리지보다 7배 더 빠르다는 것을 발견했습니다. 

    결론 

    Compute Module 4는 모든 사람을 위한 것은 아닙니다. Raspberry Pi 4를 사용하는 데 충분히 만족한다면 Compute Module 4를 사용하도록 유도할 것이 거의 없습니다. 그러나 시장에서 자신만의 캐리어 보드를 설계하거나 Pi 4의 성능을 소형 폼 팩터이거나 Pi의 PCIe 인터페이스에 직접 액세스하려는 경우 Compute Module 4는 현명한 투자입니다. 

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