Наш вердикт
Це обійдеться вам дорожче, ніж Raspberry Pi 4, але Orange Pi 4B пропонує ряд переваг — якщо ви можете дочекатися більш стабільних збірок програмного забезпечення, тобто.
Для
Хороша ціна для специфікації
Включає високопродуктивний співпроцесор NPU
Смуга PCI Express розірвана для зовнішнього обладнання
Проти
Нестабільне програмне забезпечення
Обмежені порти USB
Обмежена підтримка обладнання PCI Express
Сьогодні багато галасу навколо глибокого навчання та машинного інтелекту, і майже кожен виробник процесорів стверджує, що він має відповідь для прискорення важких обчислювальних навантажень, пов’язаних із створенням власного штучного інтелекту. Intel працює над нейроморфними обчисленнями, натхненними людським мозком, за допомогою нещодавно масштабованого дослідницького процесора Loihi; У той же час Nvidia має такі продукти, як Jetson Nano, які використовують свою технологію обробки графіки як прискорювач загального призначення; У Google є власні тензорні процесори (TPU), які були запущені для ринку ентузіастів у березні минулого року та оновлені на початку цього року.
Зверніть увагу, що ці великі імена не стоять окремо на ринку: існує ряд продуктів від менших імен, включаючи Seeed Studio Grove AI HAT, які стверджують, що прискорюють AI для мас за якомога нижчою ціною – і ось ось Shezhen Xunlong Software Co. Orange Pi 4B має цілі, похвалившись специфікаціями, які можуть конкурувати з Raspberry Pi 4 Model B разом із нейромережевим співпроцесором.
Дизайн
Як випливає з назви, лінійка Orange Pi Xunlong черпала натхнення з успіху сімейства одноплатних комп’ютерів Raspberry Pi. Попередні моделі, як-от Orange Pi 3, орієнтувалися на нижню частину ринку; Orange Pi 4B, приблизно вдвічі дорожче, є помітним відхиленням.
На перший погляд, ви можете подумати, що Orange Pi 4B розроблено як дешева альтернатива Orange Pi 3: чотири порти USB 3.0 його попередника були зменшені до двох портів USB 2.0 і одного типу USB 3.0. Порт C з підтримкою On The Go (OTG), який розташовано досить близько до єдиного повнорозмірного виходу HDMI – цей крок означає, що ви не зможете використовувати порт Type-C, якщо ваш кабель HDMI використовує будь-яке інше, ніж максимально тонкий корпус роз’єму. На перший погляд здається, що роз’єм mini-PCI Express в Orange Pi 3 також зник; скоріше, він був віднесений до стрічкового роз’єму у верхньому правому куті плати, що вимагає додаткової плати розриву PCIe, якщо ви хочете використовувати її для зовнішнього обладнання.
Як і його попередники – і Raspberry Pis, який надихнув їх створення – Orange Pi 4B постачається як чиста друкована плата, і на момент написання чохли не були доступні. По суті, існує лише один варіант, хоча Orange Pi 4 не-B заснований на тому ж базовому апаратному забезпеченні. Обираючи 49 доларів, версія без B отримує два повнорозмірних порти USB 3.0 і додатковий хост-порт USB 2.0, а також дає вам можливість залишити вбудований флеш-пам’ять 16 ГБ eMMC з переліку матеріалів, щоб зменшити його вартість. ще далі. Однак перехід на модель без B є більшою втратою: розумний прискорювач Gyrfalcon NPU, доступний лише на Orange Pi 4B.
Апаратне забезпечення
Orange Pi 4B є одним із зростаючого числа одноплатних комп’ютерів, які вибирають системний процесор RK3399 від Rockchip, який зазвичай виставляється як шестиядерний. Технічно це вірно, але складність дизайну кидається під килим: процесор SoC розділений на два кластери, обидва працюють «до» 2 ГГц; двоядерний кластер Arm Cortex-A72 справляється з завданнями високого попиту; чотирьохядерний кластер Arm Cortex-A54 під рукою для менш вимогливої роботи як засіб економії енергії.
Для користувача Linux центральний процесор виглядає як один шестиядерний процесор, і ви перебуваєте у владі планувальника, який вирішує, яке ядро вибрати для виконання даного завдання. Хоча це робить речі максимально простими у використанні, це означає, що продуктивність не масштабується, як ви очікували: навіть якщо завдання ідеально розпаралелізується, воно не працюватиме втричі швидше з шістьма потоками, ніж з двома.
CPU RAM GPU Співпроцесор Відео вихід Порти USB Дротова мережа Бездротова камера Входи PCI Express Сховище Входи живлення Розмір Вага
Rockchip RK3399 2 ГГц: 2 ядра Arm Cortex-A72, 4 ядра Arm Cortex-A54
Двоканальний LPDDR4
Arm Mali-T864: OpenGL ES 3.1
Нейронний процесор Gyrfalcon Lightspeeur 2801S (NPU)
1x HDMI 2.0 4K60, 1x DisplayPort 1.2, 4K60 (через USB Type-C), 2x LCD (1x спільно з MIPI CSI)
2x хост USB 2.0, 1x USB Type-C 3.0
1x Realtek RTL8211E Gigabit Ethernet
SparkLAN AP6256 Дводіапазонний 802.11a/b/g/n/ac, Bluetooth 5.0
2x MIPI CSI (1x спільно з РК-дисплеєм)
1x PCI Express 2.1
16 ГБ eMMC, розширення microSD
5V 3A DC, 5V 3A USB Type-C
95x61x24,5 мм
48 г
ЦП поєднується з графічним процесором Arm Mali-T864, який включає апаратну підтримку 3D-прискорення в Android і більш загальні дистрибутиви Linux, які підтримує Xunlong. Він підтримує OpenGL ES 3.1, хоча ні Xunlong як розробник SBC, ні Rockchip як виробник SOC не отримали сертифікат відповідності від Khronos Group.
На платі є 4 ГБ двоканальної пам’яті LPDDR4, а також 16 ГБ пам’яті eMMC — те, що давно запитували в орієнтованої на споживача лінійку Raspberry Pi, але ще не надано. Ще одна функція Orange Pi 4B, якої не вистачає Raspberry Pi, — це підтримка PCI Express, яка доступна через роз’єм стрічкового кабелю до додаткової плати.
Не SoC виділяє Orange Pi 4B серед конкурентів: це нейронний процесор Lightspeeur 2801S (NPU), прискорювач, орієнтований на глибоке навчання, розроблений і виготовлений Gyrfalcon Technologies. Вам було б пробачено, якщо ви пропустили це, кинувши погляд на дошку; це крихітний BGA-пакет, розташований відразу за портами USB 2.0, зовсім не примітний для ока.
Orange Pi 4B має цікавий подвійний режим живлення: плату можна живити від роз’єму USB Type-C, як у Raspberry Pi 4, але це блокує єдиний порт USB 3.0 Orange Pi 4; Кращий вибір – використовувати роз’єм у нижньому правому куті плати, який приймає позитивний вхід 5 В 3A і залишає порт USB 3.0 вільним – якщо ви не порушуєте HDMI порт, принаймні. Також є підключення DisplayPort 1.2 до порту USB Type-C, а також два роз’єми РК-панелі – один з яких виконує подвійну функцію як другий роз’єм послідовного інтерфейсу MIPI Camera (CSI) на платі.
Маючи розміри 95 x 61 x 24,5 мм і 48 г, плата трохи більша і важча, ніж Raspberry Pi 4 Model B, хоча це близька конкуренція. Ця вага включає в себе зовнішню антену для дводіапазонного радіо Wi-Fi і Bluetooth 5.0, яку можна легко замінити завдяки роз’єму UFL на власний вибір. Для тих, хто планує вбудувати в металевий корпус, це важливе оновлення: проста косичка UFL дозволить вам дешево і легко вивести антенне підключення за межі коробки.
Програмне забезпечення
Як і для попередніх випусків, Xunlong підготував образи операційної системи, що охоплюють кілька варіантів використання. Зі коробки Orange Pi 4B працює під управлінням Android 8.1 з жахливим рівнем виправлення за листопад 2018 року, попередньо завантаженим у флеш-пам’ять eMMC.
Будь-хто, хто очікує тонкощів сучасності – принаймні, настільки сучасними, наскільки можуть бути дві версії поточного випуску – Android, на жаль, буде розчарований. Хоча всі функції плати підтримуються, збірка Android Open Source Project, надана Xunlong, є дуже простою – і, як і слід було очікувати, не включає підтримку Google Apps. Схоже, він також невірно виявляє кластери ЦП, оскільки входить в комплект утиліти порівняльного аналізу припускає, що він може працювати лише на низькопродуктивному чотириядерному кластері, а не на високопродуктивному двоядерному кластері.
Більшість користувачів, швидше за все, замість цього виберуть одну з інших пропонованих операційних систем: завантаження надаються для Debian Linux 9, Ubuntu 16.04 та Ubuntu 18.04 – і хоча Ubuntu 18.04 може наближатися до двох років, вона все ще підтримується Canonical до квітень 2023 року.
На жаль, все не так просто, як вибрати Ubuntu 18.04 і продовжити роботу. Xunlong надає дві версії образу операційної системи: перша включає програмне забезпечення, необхідне для використання NPU Gyrfalcon Lightspeeur, але є явно недоробленою збіркою, яка майже відразу виходить з ладу через повний кореневий розділ, який не вдається змінити для заповнення карти microSD. на який він був нанесений; другий, позначений як «версія 1.2», пропонує набагато плавнішу роботу з користувачем, але без програмного забезпечення для Lightspeeur – хоча пристрій все ще представляє себе операційній системі, тому цілком можливо самостійно встановити необхідне програмне забезпечення та інструменти розробки.
Є ще одна різниця між двома збірками Ubuntu: версія NPU не підтримує прискорення декодування 3D і відео на графічному процесорі, тоді як версія без NPU підтримує його як у загальному використанні програмного забезпечення, так і в комплектному браузері Google Chrome. Продуктивність, на жаль, не найкраща, вона працює під 30 кадрами в секунду в не дуже вимогливому тесті glmark-es2.
Це швидко затьмарюється проблемами стабільності, наявними в обох збірках: веб-переглядач Chrome часто аварійно завершується тестуванням, не досягаючи кінця тесту браузера Speedometer 2.0; демонстрації НПУ також зазнали краху через кілька хвилин страти. Чи будуть це проблеми, які Xunlong вирішить із майбутніми оновленнями програмного забезпечення, ще невідомо.
Тести CPU
Щоб підвищити рівень Orange Pi 4B, платі, на якій працює образ Ubuntu 18.04 «Версія 1.2» для всіх, окрім тестування NPU, було надано вибір тестів, які потрібно виконати, і її результати порівняли з Raspberry Pi 4 Model B 4GB. .
У синтетичному тесті Linpack Orange Pi 4B, здається, комфортно випереджає своїх конкурентів: продуктивність одинарної точності особливо помітна, імовірно, вона отримує приріст від роботи в 64-розрядному середовищі замість 32-розрядного Raspbian на Raspberry Pi 4. Розрив скорочується з включенням прискорення NEON, але це, ймовірно, є наслідком виконання завдань NEON з основного кластера ЦП на RK3399.
У більш реальному тесті стиснення файлів розрив закритий: хоча обидві плати забезпечили однакову продуктивність, Raspberry Pi 4 Model B виконала завдання однопоточного стиснення дещо швидше, ніж Orange Pi 4B, незважаючи на нижчу тактову частоту процесора; Orange Pi 4B, тим часом, випередив у багатопотоковому тесті, ймовірно, завдяки своїм додатковим двом ядрам ЦП.
Таку ж невелику перевагу в продуктивності можна побачити в тесті редагування зображень GIMP, де знову Orange Pi 4B виконав завдання трохи випереджаючи Raspberry Pi 4. Тут, швидше за все, виграш можна знайти в швидшій пропускній здатності Orange Pi 4B. .
Контрольні показники зберігання
Одноплатні комп’ютери стають все більш популярними як засіб перетворення зовнішніх жорстких дисків у недороге мережеве сховище; Тим часом ті, хто хоче працювати над завданнями глибокого навчання, також отримають користь від великого високопродуктивного сховища. Тут обидві плати мають зовнішній USB 3.0 SSD і ту саму модель карти microSD, а також пропускну здатність читання/запису, виміряну за допомогою утиліти fio.
Orange Pi випереджає своїх конкурентів у тесті USB-накопичувача, читання та записування на зовнішній SSD помітно швидше, ніж Raspberry Pi 4. Однак ці результати справедливі лише для пристроїв, підключених до одного порту USB 3.0 Type-C через USB OTG адаптер; Переміщення SSD до повнорозмірних портів USB 2.0 природно знижує продуктивність приблизно до 30 МБ/с.
Однак у тесті microSD все змінюється: тут Raspberry Pi 4 легко подвоює продуктивність свого конкурента. Однак тут варто відзначити незначну складку: Orange Pi 4B забезпечив вищу продуктивність у «версії 1.0» Ubuntu, орієнтованої на NPU, ніж у більш відполірованій «версії 1.2», що свідчить про помилку, яка може наблизити продуктивність до Raspberry. Pi 4 у майбутньому оновленні програмного забезпечення.
Покращена пропускна здатність пам’яті має бути доступна через роз’єм PCI Express у верхньому правому куті плати у разі поєднання із сумісною карткою адаптера шини хоста. Там доступна одна смуга підключення PCIe 2.1, що забезпечує теоретичну максимальну пропускну здатність 500 МБ/с. Розбірна плата за 3,90 доларів США продається окремо, і, на жаль, наш зразок для огляду поставлявся без неї, тому її не перевірили.
Мережні тести
Для високошвидкісного сховища дійсно потрібна високошвидкісна мережа, і тут Orange Pi 4B має кілька варіантів: дротовий порт Ethernet і радіоприймачі Wi-Fi 2,4 і 5 ГГц – те саме, що пропонує Raspberry Pi 4.
Продуктивність дротового порту Ethernet є більш-менш суцільною між Orange Pi 4B і Raspberry Pi 4, як і пропускна здатність Wi-Fi 2,4 ГГц. Перемикаючись на підключення 5 ГГц, Orange Pi 4B відходить від Raspberry Pi 4, щоб забезпечити помітно кращу швидкість з’єднання.
На жаль, слід звернути увагу на одне застереження: хоча Orange Pi 4B забезпечує кращу пропускну здатність Wi-Fi 5 ГГц, ніж Raspberry Pi 4, його діапазон значно обмеженіший — незважаючи на зовнішню антену в комплекті чи, можливо, через неї. Хоча Orange Pi 4B без проблем підібрав спеціальний лабораторний маршрутизатор, який використовується для тестування і розташований в тій же кімнаті, він не побачив інші мережі 5 ГГц у цьому районі — мережі, які Raspberry Pi 4 без проблем виявляв під час сканування мережі.
Показники потужності
Raspberry Pi 4 часто критикують за високу споживану потужність і тепловіддачу, хоча ситуація значно покращилася після випуску оновлень мікропрограми, які знижуються до більш керованих рівнів. Чи потрапляє Orange Pi 4B в ту ж пастку?
Порівняно з Raspberry Pi 4 Model B 4GB, на якому працює остання збірка Raspbian, Orange Pi 4B дещо менш енергоємний як в режимі простою, так і під навантаженням, хоча і не на величезну кількість. Найцікавішим тут є те, що NPU Lightspeeur дуже мало впливає на енергоспоживання: запуск мережі розпізнавання зображень через Lightspeeur збільшив споживання енергії не більше ніж на один ват, а сам чіп залишався холодним на дотик.
Те ж саме не можна сказати про SoC: тепловізійне зображення після десятихвилинного навантаження на ЦП показує, що максимальна температура зовнішнього корпусу становить 74,2 градуса за Цельсієм. Тепловіддача не вдається ефективно розподілити пропускну здатність друкованої плати, що свідчить про те, що в процесі монтажу SoC не враховано термічний зв’язок.
Інші гарячі точки на тепловому зображенні можна побачити на мікросхемі керування живленням RK808, контролері зчитувача карт GL3224E та контролері Ethernet RTL8211E, останній говорить про те, що керування живленням не ввімкнено у мікропрограмі плати, оскільки зображення було знято без Ethernet. кабель підключений.
Нейронна обробка
Усе це порівнює Orange Pi 4B із одноплатним комп’ютером загального призначення, але саме конкретна мета завдань глибокого навчання робить Orange Pi 4B цікавим дизайном. Тут тестування перемикається на образ Ubuntu 18.04 NPU «версії 1.0» – процес, який включає в себе ручне розширення кореневого розділу, щоб звільнити місце для належної роботи системи.
Надане програмне забезпечення для керування NPU — це трохи більше, ніж копія власного набору та демонстраційних програм Gyrfalcon для розробки програмного забезпечення. Це створено для того, щоб познайомити програміста з використанням NPU у власному програмному забезпеченні, а також продемонструвати його можливості за допомогою невеликої кількості попередньо навчених нейронних мереж.
NPU отримав завдання розпізнавання та класифікації зображень: серія зображень завантажується в пам’ять, і NPU запускає мережу висновку, намагаючись з’ясувати, що зображення представляють. Кожна спроба висновку фіксується за часом, а також отримує оцінку ймовірності – ймовірність того, що класифікація є правильною, від 0 до 1.
NPU Lightspeeur пройшов тест без труднощів, класифікуючи зображення зі швидкістю від 15 до 25 кадрів в секунду, що достатньо для живої класифікації вхідного відеопотоку з низькою частотою кадрів, який можна було б надавати через подвійні порти камер CSI на платі. Вражаюче, для цього знадобилося лише 1 Вт потужності – значно менше та з кращою продуктивністю, ніж можна було б досягти, використовуючи замість нього графічний процесор Arm Mali.
Для тих, хто експериментує з нейронними мережами, Lightspeeur є безперечною перлиною у короні дошки; для всіх інших, швидше за все, це буде трохи більше, ніж цікавість. Крім власних демонстрацій Gyrfalcon і будь-яких навантажень нейронної мережі, які ви самі придумали, нема чого використовувати це – ви не можете змусити Chrome працювати швидше або підвищити ефективність відтворення відео. Якщо Gyrfalcon вдасться зробити сімейство Lightspeeur стандартом для прискорення нейронних мереж, і якщо революція AI дійсно принесе технологію нейронних мереж на робочий стіл, це може змінитися; інакше це те, що буде цікавити виключно розробників.
Нижня лінія
У Orange Pi 4B є чим подобатися, але більше, ніж кілька неприємностей. Одна смуга PCI Express – це бажана позиція, але обмежена потребою в системі розривної плати та наявними драйверами на момент написання, що обмежує її сумісність однією мережевою картою та платою адаптера шини хоста SATA. Роз’єм USB Type-C достатньо хороший для підключення до високошвидкісного зовнішнього накопичувача або додаткового співпроцесора, такого як Coral Accelerator від Google, але може забруднити роз’єм HDMI.
Програмна сторона також потребує роботи. Під час цього огляду заголовок GPIO Orange Pi 4B не перевірили, оскільки програмне забезпечення, необхідне для його роботи, ще не було портовано на нову плату. Стабільність також була серйозною проблемою, оскільки збої часто переривали тестування – і повністю не дозволяли завершити тестування Speedometer 2.0.
Навіть з урахуванням цих застережень і розуміння того, що Orange Pi 4B легко вдвічі дорожче своїх попередників, важко не сподобатися плата. NPU Lightspeeur є ключовою частиною цього: пропонуючи вражаюче прискорення нейронної мережі при дуже низькому споживанні енергії, це фантастичний ресурс для тих, хто працює в області машинного навчання, комп’ютерного зору або штучного інтелекту.
Тим не менш, для тих, хто не цікавиться класифікацією зображень, розпізнаванням об’єктів та іншими нейромережевими навантаженнями, Orange Pi 4 коштує дешевше та має додаткове підключення USB 3.0; Raspberry Pi 4B, тим часом, отримує переваги від більш зрілого програмного стеку та вражаюче широкої екосистеми, керованої спільнотою.
