Orange Pi Compute Module 5 je najnoviji u nizu industrijskih modula ovog proizvođača, a pritom baziran na jednoj od najjačih Rockchip SoC platformi – RK3588S.
Compute Module 5 smo dobili sa OPi CM5 Base Board-om koji omogućava programiranje i inicijalni razvoj aplikacija na njemu. U ovom trenutku, Orange Pi je na tržište pustio još jednu verziju osnovne ploče, pod imenom Tablet Base Board koja je više usmerena ka multimedijalnim mogućnostima, bežičnim konekcijama (uz M.2 Key M slot), na uštrb Ethernet veza koje ovaj naš Base Board poseduje. Ploča dolazi u plastičnoj zaštitnoj kutiji, a sam Compute Module u zasebnoj kartonskoj kutiji.
photo: magazin Mehatronika
Hardver
Orange Pi je u proteklih godinu dana uspešno realizovao veći broj SBC-ova sa RK3588 i RK3588S SoC-evima i mi smo tri modela već testirali u našim dosadašnjim recenzijama: Orange Pi 5, Orange Pi 5 plus i Orange Pi 5 pro. Možemo reći da su vremenom sticali sve veće iskustvo i da je ovaj Compute Module 5 sigurno nastao kao rezultat tih napora kako bi se ponudilo rešenje pogodno za industrijsku primenu u vidu embedovanih procesorskih modula. Očekivali smo da će se na njemu naći komunikaciono bogatiji RK3588, ali su se oni ipak odlučili za RK3588S. Sa stanovišta gole snage procesora, GPU-a i NPU-a oba ova SoC-a su potpuno identična, razlikuju se samo u nekoliko detalja, koji u određenim specifičnim aplikacijama mogu biti i presudne. RK3588S ima po jedan USB 3.1, USB 2.0, 4-linijska MIPI CSI i HDMI 2.1 izlaza, dok ih RK3588 ima po dva. RK3588 ima tri PCIe 2.0 linije i tri SATA 3.0 linije, dok ih RK3588S ima po dve. Najzad RK3588 ima osam SAR ADC linija, dok RK3588S ima šest ovih linija na raspolaganju. RK3588S nema ni HDMI RX ulaz koji veći RK3588 ima.
photo: magazin Mehatronika
Sam CPU je izrađen u 8 nm tehnologiji i čini ga osam jezgara: četiri velika ARM Cortex-A76 na 2.4 GHz i četiri mala jezgra ARM Cortex-A55 na 1.8 GHz. U zavisnosti od silicijuma, velika jezgra mogu biti na 2.4, 2.352 ili 2.256 GHz. Naš primerak je nažalost ovaj poslednji i to se i videlo na benčmark testovima u poređenju sa drugim sličnim SBC-ovima. Na Sysbench CPU testu jasno nam je pokazano da se ovaj Orange Pi Compute Module 5 praktično nalazi u vrhu SBC performansi gde i Raspberry Pi 5.
Compute Module 5 može imati 2, 4, 8 ili 16 GB LPDDR4 RAM-a po specifikacijama proizvođača. Mi smo u ovom trenutku videli samo model od 4 GB za koji znamo iz iskustva sa drugim SBC-ovima baziranim na RK3588 SoC da je to minimum dovoljan za ugodan desktop rad. Naravno, model od 2 GB smatramo da je upotrebljiv jedino za serverske namene, mada ga ne bi preporučili ni u kom slučaju. Testirali smo ugrađenu memoriju Sysbench RAM testom i dobili standardno dobre rezultate.
Isto je potvrdio i tinymembench koji jasno pokazuje koliko je CM5 superiorniji od ekonomičnijeg CM4 modela, ali pokazuje nešto što sve vreme uočavamo: neočekivano niske perfomanse memorije na ovom testu favorizovanog Raspberry Pi 5 modela.
Sa stanovišta količine memorije, ako u bilo kojoj varijanti imate ideju da koristite ugrađeni NPU od 6 TFLOPs, uvek idite na što više RAM memorije. Rochchip je dao svoje zvanične RKNN alate koji služe za konverziju popularnih AI modela, kao i za simulaciju AI mogućnosti na PC računaru, odnosno kreiranje RKNN modela za NPU na SoC-u. Sve je detaljno dokumentovano u korisničkom uputstvu, osim da je za razvojni Ubuntu PC neophodan procesor koji ima AVX instrukcije – dakle popularni Intel N5105 otpada. Koristite stoga N100.
Pored RK3588S i memorije na Compute Module 5 nalazi se i Rockchip RK805, standardni čip koji se brine o svim naponima na pločama sa Rockchip SoC-evima, ali i iNAND SDINBDV4-32G 5.1 eMMC od 32 GB, kojem je deklarisana garantovana brzina čitanja podataka do 310 MB/s. Naša merenja su vrednošću od 325.7 MB/s potvrdili tu specifikaciju.
photo: magazin Mehatronika
Sa druge strane modula nalaze se tri 100 pinska konektora. Dva položajno odgovaraju onima na Raspberry Pi CM4, te je moguće „utaknuti“ ovaj modul umesto Raspberry Pi modula. Međutim, jasno je da će takva upotreba, biti ograničena, ne samo nedostatkom signala sa trećeg 100 pinskog konektora, već je jasno da i sami signali nisu identično definisani, te je potrebno dosta softverskog prilagođavanja da sistem pravilno radi. Teoretski stoga možemo reći da ovaj modul može zameniti Raspberry Pi CM4 modul i dodati novu snagu jačim procesorom, ali je realno da je softversko prilagođavanje toliko zahtevno, da je razumnije razvijati zaseban proizvod za ovaj modul.
photo: magazin Mehatronika
Pogledajmo sada bolje OPi CM5 Base V1.2 koji je u ovom trenutku jedna od dve osnovne bazne ploče za ovaj Compute Module. Ako ste pažljivi pratilac naših recenzija, posle prvog pogleda će vas sećanje vratiti na našu recenziju FriendlyELEC NanoPi R6S. Kao i tamo sistem je baziran na RK3588S SoC-u i zamišljen je kao 2.5 GB Ethernet ruter.
photo: magazin Mehatronika
I ovde imamo dva 2.5 GB Ethernet porta i jedan 1 GB Ethernet port. Naša iperf3 merenja su potvrdila brzinu prenosa od 2.12 Gbps, odnosno 919 Mbps .
Tu su i jedan HDMI 2.1 izlaz i napojni USB-C konektor. Za napajanje preporučujemo 5 V, 4 A standardno napajanje koje isporučuje sam Orange Pi, ali su se sasvim korektnim pokazala i druga napajanja sa tim specifikacijama, kao recimo Raspberry Pi standardno USB-C napajanje.
HDMI izlaz daje kombinovani zvučni stereo i video signal. Integrisani ARM Mali-G610 3D grafički procesor u RK3588S kompatibilan je sa OpenGL ES 3.2 i današnji Vulkan drajveri daju kvalitetnu sliku uz adekvatnu brzinu. glxgears test postiže 470.73 fps, a glmark2-es2 skor od 650.
photo: magazin Mehatronika
Ovde treba istaći da svi moderni Rockchip SoC-evi, pa i RK3588S imaju hardversku podršku za kriptografske funkcije, što se može videti i na openssl testovima. Poznato je da je brzina kripto funkcija u direktnoj srazmeri sa taktom velikih jezgara. Dobijeni rezultati su nešto niži od prosečnih, jer je naš primerak SoC-a radio na 2.256 GHz što je tehnološki minimum dozvoljen za ovaj SoC.
Pomenuti 2.5 GB Ethernet je realizovan sa dva Realtek RTL8125BG čipa. Svaki od njih je vezan na jednu od PCIe 2.1 linija SoC-a. Ovo je identično rešenje kao i kod NanoPi R6S. Razlika je u GB Ethernet transiveru, jer se na ovoj ploči nalazi Motorcomm YT8531C. Njega smo sreli na Orange Pi 3B modelu, ali i na Orange Pi Compute Module 4 gde je bio deo samog modula, što je izuzetno interesantno. U oba slučaja je radio bez ikakvih problema u okviru svojih specifikacija.
photo: magazin Mehatronika
Na osnovnoj ploči nalaze se i jedan USB 2.0 i USB 3.1 port. Drugi sa brzinom prenosa podataka od 416 MB/s, te se može koristiti za povezivanje eksternih medija za skladištenje podataka gde je potreban brz prenos veće količine informacija. On je u rangu eMMC-a ugrađenog na modulu. Podaci se mogu skladištiti i na SD kartici, za koju postoji ležište, ali su tu brzine svega 70 MB/s.
Base Board V1.2 ima i konektor za bateriju RTC-a sata, konektor za ventilator aktivnog hlađenja, dva izvedena ADC pina sa pratećim naponima (tri dodatna pina: 5, 3.3 i GND). IR prijemnik je isto tu i to nam se dopada, kao i dibag UART (Rx, Tx, GND) heder. Power, Reset i Maskrom dugme su standardno na Orange Pi pločama pa tako i na ovoj.
photo: magazin Mehatronika
Pravi dragulj ove ploče su i četiri MIPI CSI konektora sa donje stane koji omogućavaju povezivanje četiri kamere. Uz dva kanala brzog Etherneta, ovaj Base Board se prosto nameće kao kamera HUB. Zanimljiv je i jedan neočekivan, ali jasno označen konektor za desetožilni trakasti kabl. Čak je i tabelarno dat raspored svake od linija na pinovima, gde vidimo da pored 3.3 i GND napojnih signala imamo i osam GPIO linija.
photo: magazin Mehatronika
Softver
Dolazimo do možda i najjačeg oružja Orange Pi proizvoda u ovom segmentu. Pomenuli smo da je kompanija iskusna u hardverskom razvoju RK3588 platformi. Paralelno sa hardverom, oni sve vreme razvijaju i sopstveni OrangePi OS u dve verzije Arch i Droid. Prva se oslanja na Arch Linux, druga na Android sa ciljem da što više olakšaju korisnicima Windows računara prelazak na Orange Pi ARM bazirane SBC-ove. Razvoj ova dva OS je stalan i oni svaku svoju platformu uvek podrže novom verzijom ovog OS-a.
Nama je interesantniji Ubuntu/Debian OS i ovde kompanija Orange Pi sve vreme prati svoj hardver novim verzijama. Koristili smo najnoviji Jammy (22.04) Ubuntu 1.0.0. kernel 6.1.43. Naš imidž je bio iz jula 2024. kada je ovaj Base Board i izašao, a sa sajta se može preuzeti i tablet verzija iz decembra namenjena novom Tablet Base Board-u. Obratite pažnju koju verziju koristite da bi bila prilagođena vašem hardveru.
Ubuntu distribucija nema instaliran Wayland protokol, već se oslanja na llvmpipe (LLVM 15.0.7), a nisu tu ni Panfork drajveri. glxgears stoga postiže skor manji od 500, dok na sličnim platformama grafika izvlači skor i preko 2000. Kao opšti desktop test mi koristimo Octane 2.0. Na ovoj platformi dobili smo 22069, što je jedan od najlošijih rezultata na RK3588 platformama. Nažalost, Joshua-Riek Ubuntu distribucija koja je važila za onu sa najboljim performansama više nije održavana. Autor je razočaran u potpuno nerazumevanje zajednice odustao od tog projekta koji je u mnogome doprineo masovnom korišćenju SBC-eva sa Rockchip SoC-evima.
Drugi test performansi, koji koristimo je daleko moderniji Geekbench, u verzijama 5 i 6. Vidimo da su rezultati procesorske snage Orange Pi Compute Module 5 odlični i da je izvučen trenutni maksimum iz ove 64-bitne ARM arhitekture.
Za početak korišćenja obavezno pogledajte odlično uputstvo (User Manual 1.3) koje možete preuzeti sa strane o proizvodu. Ono ne samo da daje detaljne savete za korišćenje, već govori i o načinima razvoja softvera za ovu platformu. Sve vreme se ažurira i uputstva u njemu su sa tačnim koracima, što često ume da bude problem kod uputstava drugih proizvođača.
Ukoliko želite pristup SBC-u preko udaljenog računara, koristićete po običaju SSH, ali ako želite pristup desktopu potrebno je prethodno pokrenuti skriptu koja se već nalazi u OS-u sudo set_vnc.sh koja će podesiti parametre VNC pristupa na portu 5901.
photo: magazin Mehatronika
Ono što bi mi izdvojili u vezi zvaničnih Ubuntu/Debian OS imidža je instalacija Casa OS-a koga pokreće lagani Alpine Linux 3.20.1 u Dockeru, i koja se u nekoliko koraka završava. Već instalirani Docker u Ubuntu OS-u je 27.4.1 i jednostavnom komandom curl -fsSL https://get.casaos.io | sudo bash na sistemu se pokreće skript za automatsku instalaciju Casa OS-a. Casa OS nudi pregršt serverskih aplikacija koje se instaliraju automatski iz grafičkog okruženja sa bilo kog računara na mreži. Pristupa se iz browsera unošenjem IP adrese Orange Pi Compute Module 5 SBC-a.
photo: magazin Mehatronika
Ono što raduje, opet vezano za zvanične Ubuntu/Debian OS distribucije, su skrivene skripte za instalaciju nekih veoma bitnih paketa za razvoj. Tu je recimo install_qt.sh kojom će se lako instalirati Qt5 i Qt Creator. Na našem Ubunutu 22.04 to će biti Qt verzija 5.15.3. i Qt Creator 6.0.2.
photo: magazin Mehatronika
Za one koji žele da razvijaju aplikacije u Androidu, Orange Pi tim je spremio njihov standardni Android 13, ali bez Google aplikacija – što se i podrazumeva. Za one koji žele da iskoriste ovu platformu sa ovim „Ethernet“ Base Board-om za specifičan ruter, postoji i OpenWRT imidž koji pretvara ovu platformu u odličan ruter.
Zaključak
Orange Pi CM5 je veliki performansni korak u odnosu na Orange Pi CM 4 po ceni od $70 za modul i $20 za Base Board. U rangu je najjačih Rockchip SBC-eva današnjice, a time i popularnog Raspberry Pi 5 modela. Ako je akcenat na procesorskoj snazi i dobrim komunikacijama, ova platforma je odlična, sa dobrim odnosom cene i snage. Sa Base Board V1.2 dobijate Ethernet ruter sa četiri MIPI kamere, a sa novim Tablet Base Board-om imate Wi-Fi/Bluetooth i M.2 Key M (PCIe 2.0) uz osnovni Ethernet i MIPI CSI ulaz.
AI mogućnosti dolaze od NPU-a sa 6 TOPS-a koji je u ovom trenutku najviše u Rockchip SBC svetu. Ipak Raspberry Pi 5 sa svojim AI HAT-om o kome smo pisali, daje 13, odnosno 26 TOPS, što umogome prevazilazi ove mogućnosti. Naravno uz daleko više troškove.
photo: magazin Mehatronika
Komplet koji smo dobili i koga čini Orange Pi Compute Module 5 i Base Board V1.2 pre svega targetira zadatke Ethernet rutera uz veći broj kamera. Nema ugrađenog Wi-Fi ni Bluetooth-a, ali se može koristiti postojeći USB port za povezivanje bežičnog modema.
Izbor RK3588S SoC-a ne omogućava realizaciju HDMI ulaza, što je u neku ruku nadomešteno MIPI CSI ulazima. Kako implementacija HDMI Rx-a ni na jednoj RK3588 platformi nije softverski lagodna, to možda i nije toliki nedostatak. Veći problem je upola umanjen PCIe koji stoga ne može iskoristiti pune brzine NVMe PCIe 3.0 SSD-ova. Ostaje nam stoga samo jedan USB-A 3.1 za eksterna skladišta podataka sa većim brzinama protoka. Ako govorimo o serverskoj upotrebi koja bi iskoristila dva 2.5 GB Ethernet-a i četiri kamere, pitanje je da li bi ova konfiguracija za smeštaj podataka bila adekvatna.
Odavde i proizilazi naša glavno pitanje: Zašto za osnovu ovog CM5 nije iskorišćen RK3588? Možda je odgovor u nekom novom Orange Pi Compute Module 5 Ultra/Max/Plus modulu. To bi u potpunosti odgovaralo dosadašnjem duhu razvoja linije proizvoda u kompaniji Orange Pi. Do njegove pojave, možemo da uživamo u ovom snažnom malom CM5.
Sa pozadinom u električnom inženjeringu i dugom istorijom rada u stručnim časopisima, on se fokusira na ključnom sadržaju magazina Mehatronika i stoji iza brojnih inicijativa.
- Seeed Studio XIAO-RP2040 recenzija - 24/12/2024
- PCB Way: Usluga PCB montaže - 24/12/2024
- Orange Pi Compute Module 5 recenzija - 23/12/2024