Перейти к содержимому

Вычислительный модуль Raspberry Pi 4: маленький, но мощный

    1647493203

    Наш вердикт

    Если у вас есть навыки и знания, чтобы внедрить это в проект, то вы действительно должны это сделать. Если нет, придерживайтесь Raspberry Pi 4.

    Для

    Впечатляющий форм-фактор
    Мощный
    Плата ввода-вывода вычислительного модуля 4 в порядке

    Против

    Нужны навыки, чтобы получить максимальную отдачу от него
    Дорого

    Вычислительный модуль Raspberry Pi Compute Module 4 был немного неожиданным, когда он был анонсирован, но справедливо сказать, что это был приятный сюрприз. Вычислительный модуль 4, объединяющий всю мощь Raspberry Pi 4 в еще меньшем корпусе, предназначен для промышленных и встраиваемых систем. Конечно, любитель может хорошо использовать доску, но есть несколько предостережений при ее использовании.

    Нам прислали два блока Compute Module 4 от Raspberry Pi: модуль с 1 ГБ ОЗУ и 32 ГБ eMMC, а также Compute Module 4 Lite с 8 ГБ ОЗУ и без встроенной памяти. Мы проверили их обоих, в том числе разогнали их процессоры до 2,3 ГГц, чтобы выжать каждый последний МГц из их ядер. 

    Дизайн вычислительного модуля 4

    Вычислительный модуль 4 размером всего 2,1 x 1,5 дюйма (55 x 40 мм) представляет собой компактный пакет для оборудования Raspberry Pi 4. SoC Broadcom BC2711 является наиболее заметным аспектом платы, и здесь у нас есть четырехъядерный 64-битный SoC Cortex-A72 (ARM v8) с тактовой частотой 1,5 ГГц. В зависимости от варианта модуля возможны варианты встроенного флеш-накопителя и Wi-Fi/Bluetooth. Платы с флэш-памятью будут иметь черную микросхему чуть выше SoC, а беспроводную микросхему Raspberry Pi (RPI-RMO) в левом верхнем углу рядом с дополнительным разъемом для внешней антенны.

    Вычислительный модуль 4 сильно отличается от более ранних модулей, в которых использовался разъем SODIMM. Вычислительный модуль 4 подключается к несущей плате ввода-вывода с помощью «двух перпендикулярных разъемов высокой плотности (один для питания и низкоскоростных интерфейсов, а другой — для высокоскоростных интерфейсов)». Этот новый разъем нарушает совместимость со старыми платами ввода-вывода, но такие компании, как Gumstix, выпустили платы адаптеров для преобразования модулей CM4 для использования в старых платах ввода-вывода, и аналогичные адаптеры будут использоваться с кластерным компьютером Turing Pi 2. 

    Технические характеристики вычислительного модуля Raspberry Pi 4 

    SoC
    BCM2711

     
    Четырехъядерный 64-разрядный процессор ARM Cortex-A72 с тактовой частотой 1,5 ГГц.

     
    Графика VideoCore VI с поддержкой OpenGL ES 3.x с аппаратным декодированием видео H.265 (HEVC) 4Kp60.

     
    Аппаратное декодирование 1080p60 и аппаратное кодирование 1080p30 видео H.264 (AVC)

    ОЗУ
    1 ГБ, 2 ГБ, 4 ГБ или 8 ГБ LPDDR4-3200 SDRAM

    Флэш-память
    Дополнительная флэш-память eMMC 8 ГБ, 16 ГБ или 32 ГБ

    GPIO
    40 контактов GPIO, до 6 × UART, 6 × I2C и 5 × SPI

    Связь
    Однополосный интерфейс PCI Express 2.0.

     
    Gigabit Ethernet PHY с поддержкой IEEE 1588.

     
    2 порта USB 2.0

     
    Два интерфейса HDMI с разрешением до 4K.

     
    Двойной дисплей MIPI DSI и два интерфейса камеры MIPI CSI-2.

     
    Дополнительная беспроводная локальная сеть IEEE 802.11b/g/n/ac 2,4 ГГц и 5 ГГц и Bluetooth 5.0

    Вычислительный модуль Raspberry Pi 4 варианта 

    Существует 32 варианта Compute Module 4: от Compute Module 4 Lite за 25 долларов с 1 ГБ ОЗУ и без встроенной памяти или Wi-Fi до Compute Module 4 за 90 долларов с 8 ГБ ОЗУ, Wi-Fi и 32 ГБ встроенной флэш-памяти eMMC. Разделив варианты на две партии, мы имеем 16 модулей с Wi-Fi и еще 16 без Wi-Fi. В каждой партии есть модели с 1, 2, 4 и 8 ГБ ОЗУ и вариантами хранения eMMC 8, 16 и 32 ГБ, а также вариант Lite, в котором отсутствует встроенное хранилище.

    Выбор правильного варианта зависит от вашего предполагаемого проекта. Поскольку вычислительные модули предназначены для встроенных проектов, гибкость, обеспечиваемая таким ошеломляющим выбором, позволяет разрабатывать проекты для различных целей и ценовых категорий. Нет смысла использовать модуль с 8 ГБ ОЗУ и 32 ГБ памяти, если он будет использоваться в робототехнике или простых проектах.

    Использование вычислительного модуля Raspberry Pi 4 

    Вычислительный модуль 4, как и другие до него, представляет собой модуль, для использования которого требуется несущая плата. Вычислительные модули предназначены для использования во встроенных системах. Например, некоторые телевизоры NEC используют вычислительный модуль в качестве своего мозга. Но если мы хотим разрабатывать проекты вокруг вычислительного модуля, нам нужно использовать плату-носитель, такую ​​как официальная плата ввода-вывода вычислительного модуля, которая доступна отдельно за 35 долларов, но необходимая покупка для разработки. 

    Разработка проектов с платой ввода-вывода означает, что мы подключаем вычислительный модуль 4 к разъему, и в зависимости от того, есть ли у нас Lite или модуль с eMMC, мы либо вставляем карту micro SD и загружаемся, либо прошиваем eMMC с помощью инструмента, предоставляемого Raspberry. Pi Foundation (узнайте, как настроить Raspberry Pi в первый раз). 

    В работе вычислительный модуль 4 ведет себя так же, как Raspberry Pi 4, плата ввода-вывода также имеет выход GPIO, который позволяет использовать HAT и добавлять платы. Это показывает разницу между более ранними платами ввода-вывода вычислительного модуля и новыми. Старые платы ввода-вывода обеспечивали доступ к каждому контакту GPIO от SoC Broadcom через нестандартную компоновку GPIO. Вычислительный модуль 4 предоставляет традиционный 40-контактный GPIO и разъем PoE, и мы протестировали GPIO с помощью Pimoroni Explorer HAT Pro, и все сработало, как и ожидалось.

    Мы провели серию тестов Stressberry на наших Compute Module 4 и Lite и обнаружили, что при частоте 1,5 ГГц Compute Module 4 Lite был на 33 градуса Цельсия, что на 7 градусов холоднее, чем наш стандартный Raspberry Pi 4. Вычислительный модуль 4 работал немного теплее при 35 градусах Цельсия. . 

    Во время тестирования Stressberry Compute Module 4 работал при 67 градусах Цельсия, Lite — 64 градусах Цельсия, а наш стандартный Pi 4 — 65 градусов Цельсия. В этом нет большой разницы между обычным Pi 4 и вычислительными модулями. Мы можем разогнать Compute Module 4 и Lite, чтобы получить дополнительную производительность, и в наших тестах мы обнаружили, что Compute Module 4 Lite смог разогнаться до 2,3 ГГц! 

    Конечно, для разгона нам пришлось использовать охлаждение, и в нашем случае мы взломали Pimoroni FanShim для прямого охлаждения SoC. Плата ввода-вывода поставляется со стандартным разъемом вентилятора корпуса ПК на 12 В (J17), которым можно управлять в программном обеспечении.

    Плата ввода-вывода вычислительного модуля 4 

    Вычислительный модуль 4 — ничто без несущей платы, а официальной платой является плата ввода-вывода вычислительного модуля 4, которая необходима для разработки вычислительного модуля 4. Плата ввода-вывода обеспечивает соединения, необходимые для работы с вычислительным модулем 4. Вокруг платы ввода-вывода мы видим разъемы для двух официальных камер Raspberry Pi (V1, V2 и камера высокого качества), но вам нужно будет использовать гибкие кабели камеры меньшего размера. используется с Raspberry Pi Zero W. Два официальных дисплея также можно использовать одновременно, что опять же требует кабеля меньшего размера.

    40-контактный GPIO Raspberry Pi присутствует и имеет ту же компоновку, что и типичный Raspberry Pi, что позволяет использовать HAT и добавлять платы вместе с PoE HAT. Два полноразмерных порта HDMI, Gigabit Ethernet и два порта USB 2.0 расположены вдоль боковой стороны платы. Рядом с портами USB находится один порт micro USB, используемый для подключения платы ввода-вывода к компьютеру, на котором можно прошить eMMC. 

    Рядом с портом micro USB находится слот для карты micro SD и разъем для подключения внешних портов USB. В крайнем правом углу платы находится один вход постоянного тока, который обеспечивает питание 12 В постоянного тока для платы, для чего вам понадобится источник питания постоянного тока 12 В хорошего качества. В наших тестах мы использовали источник питания 12 В 2,5 А, и у нас не было проблем. 

    В правом верхнем углу платы находятся два белых разъема. ; J17 — это подключение вентилятора для типичного вентилятора ПК, а J20 — подключение внешнего источника питания.

    Наиболее интересной частью платы ввода-вывода является слот PCIe Gen 2 x1, который можно использовать с совместимыми устройствами, включая твердотельные накопители PCIe. Прямо сейчас это одна из областей, с которой все еще ведутся эксперименты, и бесстрашные пользователи, такие как Джефф Герлинг, работают над добавлением графических процессоров и 5-гигабитного Ethernet в вычислительный модуль 4. 

    Сценарии использования вычислительного модуля 4 

    Для кластерных вычислений, таких как проект Turing Pi 2, Compute Module 4 является исключительно мощным вариантом. 

    Вычислительный модуль 4 создан для встраиваемых приложений. Если ваши проекты носят промышленный характер или связаны с Интернетом вещей, то они могут извлечь выгоду из вычислительного модуля 4. Чтобы получить максимальную отдачу от этой платы, вам потребуются навыки для проектирования и изготовления собственной несущей платы или знания для выбора и покупки правильной платы. Комплект.

    Весьма вероятно, что предприимчивые компании примут Compute Module 4 для использования во встраиваемых устройствах. Ожидайте множество портативных устройств и проектов, финансируемых за счет краудфандинга, на базе этого маленького, но мощного устройства.

    PCIe и вычислительный модуль 4 

    Плата ввода-вывода Compute Module 4 — это первая плата ввода-вывода Raspberry Pi с открытым и настраиваемым пользователем слотом PCIe Gen 2 x1, что позволяет пользователям вставлять любую совместимую карту, включая диски NVMe, через адаптер. 

    Raspberry Pi 4 была первой платой с контроллером PCIe, и он был подключен к VLI805, используемому для двух портов USB 3.0. На момент написания статьи ограничения порта PCIe все еще исследуются хакерами, такими как Джефф Геррлинг. В ходе тестов Герлинг обнаружил, что накопитель Samsung EVO Plus NVMe работает в семь раз быстрее, чем внутренняя флэш-память eMMC вычислительного модуля 4. 

    Нижняя линия 

    Вычислительный модуль 4 подходит не всем. Если вы достаточно счастливы, используя Raspberry Pi 4, то мало что может побудить вас использовать Compute Module 4. Но если вы хотите разработать свои собственные несущие платы или хотите внедрить мощь Pi 4 в малого форм-фактора или хотите иметь прямой доступ к интерфейсу PCIe Pi, тогда Compute Module 4 — это разумное вложение. 

    0 0 голоса
    Rating post
    Подписаться
    Уведомить о
    guest
    0 comments
    Межтекстовые Отзывы
    Посмотреть все комментарии
    0
    Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x