Milk-V Jupiter recenzija

Milk-V Jupiter

84%

84%

Odlično

Milk-V Jupiter je prvi RISC-V SBC u mini-ITX formatu koji zadovoljava RVA22 i RVV1.0, ali nije i generalno prvi RISC-V SBC koji ih zadovoljava. Bianbu OS u desktop i NAS varijanti su odlično implementirani od strane SpacemiT kompanije, koja i proizvodi SpacemiT K1/M1 SoC koji ga pokreću. Gigabitni PoE, Wi-Fi 6 i Bluetooth 5.2 obezbeđuju uobičajenu povezivost, a dodatnih 2.0 TOPS AI mogućnosti i interesantna istraživanja novih tehnologija.

Pros

1. Bianbu OS je odličan
2. Lako proširivanje SATA portovima omogućava gradnju NAS-a otvorenog koda
3. Gigabitni Ethernet (PoE uz modul), Wi-Fi 6 i Bluetooth 5.2 na ploči
4. Može buditi nostalgiju ka vremenima kada su nastajali PC računari smešten u mini-ITX kućište

Cons

1. eMMC nije na ploči i dodatno se dokupljuje
2. Nema nama poznatih podržanih grafičkih kartica za ugrađen PCIe slot

Milk-V je načinio iteresantan korak ponudivši Jupiter SBC u mini-ITX dimenzijama, pogodan da se ugradi u svako takvo standardno kućište. Ovako spakovan SBC spolja zaista podseća na desktop PC računar, ali baziran na RISC-V arhitekturi. Ovaj računar sa SpacemiT K1/M1 SoC-em u sebi može pokrenuti desktop OS tako da rad bude ugodan.

Kroz nekoliko recenzija u prethodnih 12 meseci, imali smo priliku da pratimo prodor RISC-V arhitekture u domen mejkerskih i industrijskih SBC računara. Prvi takav računar sposoban da pokrene kompletan desktop pod Linux OS-om bio je VisionFive 2 koji je sagrađen oko JH7110 SoC-a kompanije StarFive. Sa istim SOC-om, ali u dimenzijama Raspberry Pi ploča, pojavio se i Milk-V Mars o kome smo takođe pisali. Aplikativnim U7 jezgrima neodstaje standardna podrška za vektore RVV1.0 ili V ekstenzija, već ima implemetiran subset instrukcija pod oznakom RVV0.71

Pojava Alibaba T-Head TH1520 SoC-a koga smo videli u Sipeed Lichee Pi 4A, donela je veće performanse budući da ima moćnija C910 jezgra. Ona imaju implementiranu specifične XuanTie Instruction Extension (XIE) i XuanTie Memory Attributes Extension (XMAE) tehnologije, ali im nažalost RVA22 nije potpun te je set instrukcija ograničen na RV64GC odnosno RV64IMAFDC.

(Objašnjenje: G oznaka subseta koji objedinjuje RV64I (64 bitni RISC-V procesor), M (integer množenje i deljenje), A (atomic instrukcije), F (single-precision pokretni zarez) i D (doble-precision pokretni zarez). C označava kompresovani instrukcioni set.) 

Problem sa T-Head TH1520 je obelodanjen u avgustu 2024. godine kada je otkriveno da zbog greške u implementaciji instrukcionog seta postoji mogućnost direktnog upisa koda u fizičku memoriju i njegovo naknadno izvršavanje. Kompletna procedura traje desetak milisekundi i moguće je potpuno preuzeti kontrolu nad čipom. Kako je problem hardverski, ne postoji način da se on generalno otkloni, te time korišćenje računara sa TH1520 SoC-em (odnosno sa C910 jezgrima) predstavlja bezbedonosni rizik. Jezgra C908 i C906 istog proizvođača, takođe imaju problem, ali se on ogleda u mogučnosti da maliciozni softver zamrzne rad procesora, što se rešava samo potpunim (hard) resetom.

Sada dolazimo do zaključka o posebnosti SpacemiT K1/M1 RISC-V procesora. On ima sve neophodne RVA22 i 256-bit RVV1.0 ekstenzije koje su u ovoj realizaciji dopunjene sa Hypervisor podrškom (koju JH7110 nema) i vektorskim instrukcijama, koje opet pružaju podršku RISC-V arhitekturi u AI polju.

Kompletan spisak svih ekstenzija koje podržava SpacemiT K1/M1 glasi: "i", "m", "a", "f", "d", "c", "v", "zicbom", "zicbop", "zicboz", "zicntr", "zicond", "zicsr", "zifencei", "zihintpause", "zihpm", "zfh", "zba", "zbb", "zbc", "zbs", "zkt", "zvfh", "zvkt", "sscofpmf", "sstc", "svinval", "svnapot", "svpbmt".

256-bit RVV1.0 potvrđuje da SoC može raditi sa 256 bitnim vektorima. RVA22 ekstenzije su bile predviđene za procesore koji se puštaju na tržište u 2024. godini, što SpacemiT K1/M1 i jeste. Za 2025/2026. predviđeni su i prvi procesori sa RVA23 koji bi time podržali kriptografske instrukcije i pointer masking.

Hardver

Mars-V Jupiter na ploči ima slabiji SpacemiT SoC sa oznakom K1. Razlika u odnosu na M1 je samo u radnom taktu X60 jezgara. Naime iako mogu raditi i na 2 GHz, takt im je ograničen kod K1 na 1.6 GHz, a kod M1 na 1.8 GHz. Druga razlika je dodatni metalni poklopac preko procesora za bolju disipaciju toplote, neophodan usled višeg takta. Obe varijante imaju po osam SpacemiT X60 RISC-V CPU jezgara, 819 MHz Imagination BXE-2-32 grafički GPU i mogu isporučiti do 2 TOPs Int8 AI performansi. Za GPU je poznato po specifikacijama da podržava OpenGL ES 1.1/3.2, OpenCL 30 i Vulkan 1.3. Ovo je dovoljno za 4K prikaz pri 60 Hz.

Inicijalna namena SpacemiT K1 SoC je upotreba u SBC-ovima, mrežnim skladištima podataka, računarima u oblaku, pametnim robotima, industrijskim i edge računarima. Jezgra imaju hardverske enkriptore za najpoznatije algoritme poput: AES, SHA, RSA, SM2, SM3, SM4, međutim na openssl testu se to nije videlo, što govori da softver nije optimizovan.

Na ploči je, u našoj verziji, 16 GB 32-bitnog LPDDR4X RAM-a i to je najopremljenija verzija. Postoji i Milk-V Jupiter verzija sa 4 i 8 GB LPDDRX4 RAM-a. Dolazimo do prvih razlika između ovog SBC-a u mini-ITX dimenzijama i pravog mini-ITX PC računara. Ovde naime, nema načina da proširite memoriju, budući da je memorisjki čip direktno zalemljen za ploču. Načelno treba istaći da kod svih SBC-ova, bilo da su SoC-evi ARM, x86 ili RISC-V arhitekture, ne postoje klasični memorijski slotovi za memorijske module kao kod PC računara i nema posebnih DMA kontrolera na ploči ili u modulima koji bi upravljali njenim radom. Ovde se memorijski čip (ili dva u nekim slučajevima) direktno povezuju na memorijske I/O pinove SoC-a. Sve one teorije o brzini i tehnologijama upravljanja radom DDR3, DDR4, DDR5 memorija odnose se na upotrebu čipova u okviru memorijskih modula, ali ne i u ovakvoj realizaciji, te praktično imamo „dizajnersku“ zloupotrebu samostalnog memorijskog čipa. Na kraju se sve svodi na minimalno iskorišćavanje implementiranih tehnologija, mogućih tek omda kada se više čipova ugrade na memorijski modul.

Da bi se ispratio osećaj desktop računara u Milk-V Jupiter kutiji uz ploču dolazi i zadnja maska sa otvorima za konektore. Tu je prvo 12 V DC napojni konektor, iznad njega poluprorezani otvori za montažu dve ekstrne Wi-Fi i Bluetooth antene. Milk-V Jupiter na ploči ima integrisan Wi-Fi 6 i Bluetooth 5.2 modul.

Sledeći je USB-C konektor na koji se povezuje i spaja sa računarom prilikoom flešovanja. HDMI izlaz kroz koji se dobija 4K slika pri 60 Hz sa integrisanim audio signalom. Dva Ethernet gigabitna porta, od čega je jedan i PoE ready, tj može se koristiti kao PoE konektor ukoliko se ugradi PoE modul. Po dva USB-A 2.0 i 3.0 porta, ovaj drugi sa brzinom čitanja od 368.7 MB/s, kao i audio činčevi za slušalice i mikrofon.

Napajanje ploče može da se vrši preko već pomenutog DC_IN konektora gde se direktno dovodi 12 V DC napon, ili preko standardnog ATX_POWER konektora ukoliko se napaja preko kućišta u koje se ugrađuje. Dakle isto kao pravi ATX PC. SpacemiT P1 čip kontroliše sve napone na ploči.

Postoji i treći način za napajanje ploče, a to je ugradnja PoE 5400 modula, na za to predviđeno mesto. Modul se kupuje odvojeno i omogućava gigabitni PoE.

Interesantno je da na ploči postoji ležište za litijumsku CR1220 RTC bateriju, kao i konektor za kuler. SpacemiT K1 je neophodno hladiti i to direktnom montažom aktivnog hlađenja na SoC da ne bi došlo do trotlovanja. Naša merenja su pokazala da za oko 60 s pri punom opterećenju svih jezgara, bez hlađenja, temperatura SoC-a dostiže 80 C.

Ploča ima obilje USB portova, te pored već pomenuta dva para na zadnjoj masci, postoje i dodatni konektori na ploči za po dva USB 3.0 i USB 2.0 interfejsa koji se obično izvode na prednju masku kućišta radi lakšeg korišćenja.

Sledeći interesantan detalj je PCIe x8 slot (PCIe 2.1 dve linije) koji prvenstveno može da se koristi za PCIe to SATA kartice koje omogućavaju montažu većeg broja SATA diskova, posebno interesatno kada se Mars-V Jupiter koristi kao NAS ili mrežno skladište podataka. Postoji napomena da se može koristiti i za eksternu grafičku karticu, ali mi u trenutku pisanja recenzije nismo imali adekvatnu koja bi mogla da proveri ovu tvrdnju.

Dodatna dva PCIe 2.0 nalaze se u formi M.2 M key pogodnog za montažu dodatnog NVMe SSD diska. Montažne rupe postoje za sve dimenzije: 2230, 2242, 2260 i 2280. Brzina čitanja NVMe SSD-a kojim smo testirali ovaj M.2 M key je 770,8 MB/s, što je bolje nego kod glavnog takmaca Banana Pi BPi-F3 koji je sa istim SSD-om postizao 559.95 MB/s.

Centralno na ploči nalazi se i konektor za eMMC modul koga mi nažalost nismo dobili uz Jupitera od Milk-V kompanije. Tu je i veoma bitno Recovery dugme. Ovo dugme se koristi prilikom flešovanja, tako što se pritisne i poveže ploča preko USB-C kabla sa PC računarom, a nakon toga priključi i napajanje direktno na ploču. Nemojte napajati ploču preko ATX napajanja pri ovom postupku.

Softver

SpacemiT je razvio spostveni softver Titan Flasher koji se koristi i za flešovanje preko USB-C kabla i za flešovanje OS-a na SD karticu. Flešovanjem preko USB-C kabla OS će biti postavljen na SSD, a ako on nije ugrađen na eMMC. Obratite pažnju prilikom preuzmanja OS imidža za koju od ove dve opcije je pripremljen.

Prvi OS koji smo isprobali je Bianbu 2.0.2 desktop verzija koji je razvio SpacemiT prilagođavajući Ubuntu ovom RISC-V procesoru. Po logici stvari to bi trebao da bude najoptimizovaniji Ubuntu desktop OS dostupan na tržištu za Milk-V Jupiter SBC. Instalirali smo ga bez ikakvih problema i pokrenuli i sa SD kartice, ali i sa SSD NVMe-a. Obratite pažnju da je redosled podizanja sistema moguće podesiti mikroprekidačima na ploči, a da je unapred definisan SD-SSD-eMMC, što je i najpraktičniji redosled.

Dugi ukus Bianbu OS je Bianbu NAS, što je zapravo prilagođeni openmediavault baziran na Debian Linux-u. Instalacija je tekla bez problema. Sistem se automatski konfiguriše i prepoznaje sve dostupne diskove. openmediavault predstavlja standardno open source rešenje za realizaciju NAS-a u kućnim i small business uslovima.

Za par meseci koliko je prošlo od naše recenzije Banana Pi BPi-F3 SBC-a, koji je praktično umanjena verzija Jupiter-a, pojavio se veći broj OS-ova koje održavaju treće kompanije. Jedan od veoma interesantnih mogao bi biti Irradium OS baziran na CRUX Linux-u koga vredi probati, ne samo na ovoj platformi. Mi smo isprobali i Fedora i OpenSUSE Linux, oba pokrenuvši sa SD kartice.

Zaključak

Svi koji su do sada čitali naše recenzije, odmah će primetiti da ovoj nedostaju benčmarci. Iako smo želeli da ih izvedemo, osim openSSL-a ni jedan drugi nije bilo moguće izvršiti do kraja, jer bi se Milk-V Jupiter, bez obzira koji bi OS koristili (osim Bianbu NAS-a) zamrzao nakon nekoliko minuta. Primetili smo isti problem i prilikom surfovanja i u svakodnevnom radu. Kako je ovaj problem stalan, smatrali smo da primerak naše Milk-V Jupiter ploče nije hardverski ispravan ne ulazeći dublje u razloge. Nažalost takav primerak nam je poslat i to se nažalost odrazilo na finalnu ocenu.

Ako uzmemo u obzir da Banana Pi BPi-F3 ima identičan SoC možemo rezultate postignute na njenim testovima smatrati vrlo verovatno bliskim onima koje postiže ovaj SBC, sa time da ovaj primerak ima 16 GB RAM-a, a testirani Banana Pi BPi-F3 samo 4 GB RAM-a. Skraćeni komentar je da imamo oko 30% dobiti u performansama u odnosu na ARM Cortex-A55 jezgra.

Milk-V ističe to što je Jupiter u mini-ITX formatu, te da montiran u standardno PC kućište daje utisak rada za pravim PC računarom. Međutim, memoriju nećete moći da nadogradite menjanjem memorijskih modula, budući da je jedini memorijski čip zalemljen za ploču. Prisutni PCIe port sve nas navodi na korišćenje grafičke kartice. Iako Milk-V tim u specifikacijama pominje korišćenje PCIe slota za grafičke kartice, mi nismo našli ni jednu podržanu. Ono što jeste podržano su PCIe na SATA kartice pogodne za povezivanje većeg broja SATA diskova.

Performanse su približne Raspberry Pi 4 SBC-u i možemo generalno biti zadovoljni gde je RISC-V arhitektura danas došla. U trenutnoj ponudi RISC-V čipova u SBC svetu koju čine glavni igrači: StarFive JH7110, SpacemiT K1/M1 i T-Head TH1520, SpacemiT K1/M1 deluje kao najbolji izbor. NAročito je to tačno ako se uzme u obzir bezbedonosni problem sa T-Head TH1520 zbog C910/C908/C906 jezgara i niske performanse i nedostatak RVV1.0 kod StarFive JH7110.

Kao finalni zaključak bi mogli reći da $60 za 4 GB verziju i $80 za 8 GB verziju Mill-V Jupiter SBC-a bez eMMC-a nije puno, ali morate imati u vidu da za istu cenu možete dobiti kompaktniji Banana Pi BPi-F3 sa ugrađenim eMMC-om i mini PCIe slotom za 4G modem umesto PCIe za dodatne SATA portove ili nepostojeću grafičku karticu. Izbor nije lak posebno kada se doda cena mini-ITX kućišta potrebnog da bi Milk-V Jupiter PC ideja imala smisao.