Наш вердикт
Якщо у вас є навички та знання, щоб впровадити це в проект, то вам це справді потрібно. Якщо ні, дотримуйтеся Raspberry Pi 4.
Для
Вражаючий форм-фактор
Потужний
Плата обчислювального модуля 4 IO добре
Проти
Потрібні навички, щоб отримати від цього максимум
Дорого
Розрахунковий модуль Raspberry Pi Compute Module 4 був трохи несподіванкою, коли був анонсований, але справедливо сказати, що це був приємний сюрприз. Об’єднуючи потужність Raspberry Pi 4 в ще менший корпус, Compute Module 4 є продуктом, розробленим для промислових і вбудованих ринків. Звичайно, любитель може добре використовувати дошку, але є кілька застережень у її використанні.
Нам було надіслано два одиниці Compute Module 4 від Raspberry Pi trading: модуль з 1 ГБ оперативної пам’яті та 32 ГБ eMMC, а також Compute Module 4 Lite з 8 ГБ оперативної пам’яті та без вбудованої пам’яті. Ми впоралися з ними обох, включаючи розгін їхніх процесорів до 2,3 ГГц, щоб витиснути з їх ядер кожен останній МГц.
Конструкція обчислювального модуля 4
Розміром всього 2,1 x 1,5 дюйма (55 x 40 мм) Compute Module 4 є компактним пакетом для обладнання Raspberry Pi 4. SoC Broadcom BC2711 є найпомітнішим аспектом плати, і там у нас є чотириядерний Cortex-A72 (ARM v8) 64-розрядний SoC @ 1,5 ГГц. Залежно від варіанту модуля є варіанти вбудованого флеш-пам’яті та Wi-Fi / Bluetooth. Плати з флеш-пам’яттю будуть мати чорний чіп трохи вище SoC, а бездротовий чіп Raspberry Pi (RPI-RMO) у верхньому лівому куті поруч із додатковим роз’ємом зовнішньої антени.
Compute Module 4 суттєво відрізняється від попередніх модулів, які мали роз’єм SODIMM. Обчислювальний модуль 4 підключається до плати введення-виводу-носії за допомогою «двох перпендикулярних роз’ємів високої щільності (один для інтерфейсів живлення та низької швидкості, а один для високошвидкісних інтерфейсів)». Цей новий роз’єм порушує сумісність зі старими платами введення-виведення, але такі компанії, як Gumstix, випустили плати адаптерів для перетворення модулів CM4 для використання в старих платах введення-виведення, а подібні адаптери будуть використовуватися з кластерним комп’ютером Turing Pi 2.
Технічні характеристики обчислювального модуля Raspberry Pi 4
SoC
BCM2711
Чотириядерний 64-розрядний процесор ARM Cortex-A72 1,5 ГГц.
Графіка VideoCore VI з підтримкою OpenGL ES 3.x з апаратним декодуванням відео H.265 (HEVC) 4Kp60.
Апаратне декодування 1080p60 та апаратне кодування 1080p30 відео H.264 (AVC)
ОЗП
1 ГБ, 2 ГБ, 4 ГБ або 8 ГБ LPDDR4-3200 SDRAM
Флеш-пам’ять
Додатково 8 ГБ, 16 ГБ або 32 ГБ eMMC Flash-сховища
GPIO
40 контактів GPIO, до 6 × UART, 6 × I2C і 5 × SPI
Підключення
Односмуговий інтерфейс PCI Express 2.0.
Gigabit Ethernet PHY з підтримкою IEEE 1588.
2 порти USB 2.0
Подвійний інтерфейс HDMI з роздільною здатністю до 4K.
Подвійний дисплей MIPI DSI і подвійний інтерфейс камер MIPI CSI-2.
Додаткова бездротова локальна мережа 2,4 ГГц і 5 ГГц IEEE 802.11b/g/n/ac і Bluetooth 5.0
Обчислювальний модуль Raspberry Pi 4 варіанти
Існує 32 варіанти Compute Module 4: від Compute Module 4 Lite за 25 доларів США з 1 ГБ оперативної пам’яті та без вбудованої пам’яті чи Wi-Fi до Compute Module 4 за 90 доларів США з 8 ГБ оперативної пам’яті, Wi-Fi та 32 ГБ вбудованої флеш-пам’яті eMMC. Розділивши варіанти на дві партії, ми маємо 16 модулів з Wi-Fi і ще 16 без Wi-Fi. Кожна партія має модель з 1, 2, 4 та 8 ГБ оперативної пам’яті та 8, 16 та 32 ГБ eMMC-пам’яті, а також опцію Lite, яка не має вбудованої пам’яті.
Вибір правильного варіанту залежить від задуманого проекту. Оскільки обчислювальні модулі розроблені для вбудованих проектів, гнучкість, яку забезпечує такий приголомшливий вибір, дозволяє проектувати проекти для різних видів використання та цін. Немає сенсу використовувати модуль з 8 ГБ оперативної пам’яті та 32 ГБ пам’яті, якщо він буде використовуватися в робототехніці або простих проектах.
Використання обчислювального модуля Raspberry Pi 4
Compute Module 4, як і інші до нього, є модулем, для використання якого необхідна плата-носець. Обчислювальні модулі створені для використання у вбудованих системах. Наприклад, деякі телевізори NEC використовують обчислювальний модуль як свій мозок. Але якщо ми хочемо розробляти проекти навколо Compute Module, то нам потрібно використовувати плату-носій, як-от офіційну плату Compute Module IO, яка доступна окремо за 35 доларів, але є важливою покупкою для розробки.
Розробка проектів за допомогою плати IO означає, що ми підключаємо Compute Module 4 до роз’єму і залежно від того, чи є у нас Lite чи модуль з eMMC, ми або вставляємо карту micro SD та завантажуємо, або прошуємо eMMC за допомогою інструменту, наданого Raspberry. Pi Foundation (дивіться, як налаштувати Raspberry Pi вперше).
Під час роботи обчислювальний модуль 4 поводиться так само, як Raspberry Pi 4, плата введення-виведення також має розрив GPIO, який дозволяє використовувати HAT і додавати плат. Це показує різницю між попередніми платами обчислювального модуля IO та новими. Старіші плати IO забезпечували доступ до кожного контакту GPIO від Broadcom SoC через нестандартну компоновку GPIO. Compute Module 4 забезпечує традиційний 40-контактний GPIO і роз’єм PoE, і ми протестували GPIO за допомогою Pimoroni Explorer HAT Pro, і все працювало, як очікувалося.
Ми провели серію тестів Stressberry на наших Compute Module 4 і Lite і виявили, що на 1,5 ГГц Compute Module 4 Lite був 33 за Цельсієм, що на 7 градусів холодніше, ніж наш стандартний Raspberry Pi 4. Compute Module 4 працював трохи тепліше при 35 за Цельсієм. .
Під час тестування Stressberry Compute Module 4 працював при 67 за Цельсієм, Lite при 64 за Цельсієм, а наш стандартний Pi 4 при 65 за Цельсієм. Це не велика різниця між звичайним Pi 4 і обчислювальними модулями. Ми можемо розігнати Compute Module 4 і Lite, щоб отримати додаткову продуктивність, і в наших тестах ми виявили, що Compute Module 4 Lite зміг розігнатися до 2,3 ГГц!
Звичайно, для розгону нам довелося використовувати охолодження, і в нашому випадку ми зламали Pimoroni FanShim, щоб безпосередньо охолодити SoC. Плата IO поставляється зі стандартним роз’ємом вентилятора корпусу ПК 12 В (J17), яким можна керувати за допомогою програмного забезпечення.
Плата обчислювального модуля 4 IO
Compute Module 4 — це ніщо без плати-носія, а офіційна плата — це Compute Module 4 IO Board, яка є необхідною покупкою для вашої розробки Compute Module 4. Плата IO забезпечує з’єднання, необхідні для роботи з Compute Module 4. Навколо плати IO ми бачимо роз’єми для двох офіційних камер Raspberry Pi (V1, V2 та високоякісної камери), але вам знадобиться використовувати менші гнучкі кабелі камери, як використовується з Raspberry Pi Zero W. Два офіційні дисплеї також можна використовувати одночасно, знову ж таки, для цього потрібен менший кабель.
40-контактний GPIO Raspberry Pi присутній і в тому ж компонуванні, що і типовий Raspberry Pi, що дозволяє використовувати HAT і додавати на платі разом з PoE HAT. Два повнорозмірних порти HDMI, Gigabit Ethernet і два порти USB 2.0 присутні збоку плати. Поруч із портами USB є один порт micro USB, який використовується для підключення плати введення-виведення до комп’ютера, де можна прошивати eMMC.
Поруч із портом micro USB є слот для карти micro SD і розрив для зовнішніх портів USB, які потрібно підключити. Далі праворуч на платі є один вхід постійного струму, який забезпечує живлення плати 12 В постійного струму, для чого вам знадобиться якісний блок живлення 12 В постійного струму. У наших тестах ми використовували джерело живлення 12 В 2,5 А і не було проблем.
У верхньому правому куті плати розташовані два білих роз’єму. ; J17 – це з’єднання вентилятора для звичайного вентилятора ПК, а J20 – підключення зовнішнього джерела живлення.
Найцікавішою частиною плати IO є слот PCIe Gen 2 x1, який можна використовувати з сумісними пристроями, включаючи PCIe SSD. Зараз це одна область, над якою все ще експериментують, і безстрашні користувачі, такі як Джефф Гірлінг, працюють над тим, щоб додати графічні процесори та Ethernet 5 GBP до Compute Module 4.
Варіанти використання обчислювального модуля 4
Для кластерних обчислень, таких як проект Turing Pi 2, Compute Module 4 є надзвичайно потужним варіантом.
Compute Module 4 створений для вбудованих програм. Якщо ваші проекти є промисловими або IoT за своєю суттю, то вони можуть скористатися Compute Module 4. Щоб отримати найкращий результат від цієї плати, вам знадобляться навички проектування та виготовлення власної несучої плати або знання, щоб вибрати та придбати правильний комплект.
Цілком ймовірно, що підприємливі компанії приймуть Compute Module 4 для використання у вбудованих пристроях. Очікуйте безліч портативних пристроїв і проектів, які фінансуються натовпом, на основі цього невеликого, але потужного пристрою.
PCIe і обчислювальний модуль 4
Плата Compute Module 4 IO — перша Raspberry Pi з відкритим слотом PCIe Gen 2 x1, який налаштовується користувачем, що дозволяє користувачам вставляти будь-яку сумісну карту, включаючи накопичувачі NVMe, через адаптер.
Raspberry Pi 4 була першою платою, яка мала контролер PCIe, і він був підключений до VLI805, який використовувався для двох портів USB 3.0. На момент написання статті обмеження порту PCIe все ще досліджуються такими хакерами, як Джефф Геррлінг. У тестах Гірлінга він виявив, що накопичувач Samsung EVO Plus NVMe у сім разів швидше, ніж внутрішня флеш-пам’ять eMMC Compute Module 4.
Нижня лінія
Compute Module 4 не для всіх. Якщо ви досить задоволені використанням Raspberry Pi 4, то мало що спонукає вас використовувати Compute Module 4. Але якщо ви хочете розробити власні несучі плати або хочете впровадити потужність Pi 4 у малий форм-фактор або ви хочете мати прямий доступ до інтерфейсу PCIe Pi, тоді Compute Module 4 є розумною інвестицією.
