Orange Pi R2S recenzija

RISC-V SoC-u Ky X1 koga smo već videli u Orange Pi RV2 SBC-u, gde se pokazao odličnim, nalazi se sada u Orange Pi R2S SBC-u u ulozi ruterskog čipa. On za razliku od specijalnih čipova poput Mediatek Filogic 820 para u Banana Pi OpenWRT One ili Marvell Armada 7040 u Globalscale MOCHAbin-u nema hardverski implementiranu podršku za operacije za rad sa mrežnim prenosom, već se oslanja na sposobnost svog RISC-V SoC-a. Ky X1, došli smo do tog zaključka nakon poređenja sa SoC-em u Banana Pi BPi-F3 modelu, je isti čip kao i dosta skuplji Spacemit K1/M1 SoC. To je osmojezgarni RISC-V imafdcv SoC čija jezgra kada rade na 1.6 GHz i po pojedinačnim performansama nadilaze ARM Cortex-A55 jezgra za oko 30%, približavajući se performansama Rasperry Pi 4 računarima.

Hardver

Ruterska razvojna ploča Orange Pi R2S dolazi sa 8 GB LPDDR4 memorije od koje, nakon podizanja OS-a, bez obzira da li je to Ubuntu ili OpenWrt, ostaje preko 7.5 GB prazno – više nego dovoljno za rad čak i za rukovanje velikom količinom podataka koji se prenose.

Iako Ky X1 ima GPU (4K je u pitanju) R2S nema video izlaz, što je odlika velikog broja ruterskih razvojnih ploča. Realno za njim nema ni potrebe, a upotreba grafike, bilo za vizuelizaciju rada ili pokretanje desktop OS-a, samo bi bespotrebno opterećivala procesor i time se dodatno zagrevao uređaj. Naši testovi na ovom čipu u Orange Pi RV2 kada on radi pod dekstop verzijom OS-a dovode do zagrevanja ploče na preko 80 °C u prvih tridesetak sekundi rada. Ovde, čip miruje na 53 °C, ali smo, naravno sve vreme radili preko SSH protokola u terminalu drugog računara. Zanimljivo je da nije predviđeno čak ni aktivno hlađenje za SoC, niti na ploči postoji namenski heder za povezivanje kulera. Čak nema ni GPIO heder koji bi se mogao iskoristiti za tu svrhu. Jedino rešenje, ukoliko se u primeni pokaže da je hlađenje neophodno, bilo bi montiranje aktivnog kulera unutar namenskog zaštitnog kućišta koje bi sami izradili, uz sopstveno napajanje.

Od heder pinova na ploči imamo samo tri za UART dibag sondu. Zameramo što nisu označeni na ploči, a redosled im je Tx, Rx, GND, gledajući sa leva ne desno. Da ne bi bilo zabune, nakon GND pina na ploči je dugme, pa dvostruki USB port.

Šematika ploče nije data, što nije praksa Orange Pi-a čiji su proizvodi po pravilu otvoreni. Zbog toga nam nije jasno čemu tačno služi desetopinski TF-CON konektor odmah pored procesora opisan kao „TF card transfer interface“. Verujemo da je u pitanju konektor za eksterni slot za TF karticu (TF slot inače ima tipično 8 pinova). U ponudi Orange Pi-a nismo videli periferiju za Orange Pi R2S koja bi se povezivala na ovaj konektor. Ploča, dakle, nema ugrađeno ležište za SD karticu, pa se sistem mora pokretati sa eMMC-a ili eksternog USB diska (moguće ako je na eMMC-u Ubuntu OS imidž).

Najzad, sa gornje strane ploče možemo videti i P1 čip koji se standardno koristi za upravljanje naponima na pločama sa Spacemit K1/M1 i Ky X1 procesorima, kao i već pomenuti boot taster odmah uz USB portove.

Na ploči imamo tri USB konektora. Izdvojeni USB-C služi za napajanje, gde treba dovesti stabilnih 5 VDC, 3 A. Ovde moramo zastati i primetiti da je specificirano napajanje do 15 W, što nam iz iskustva govori da je pri toj potrošnji neophodno projektovati adekvatan sistem za disipaciju toplote – genralno aktivni.

Uz ivicu se nalaze i dva USB-A porta, jedan 2.0 i jedan 3.0. USB 2.0 bi bio idealan za eksterni USB Wi-Fi/Bluetooth dongl. Nažalost, mi smo probali nekoliko redakcijskih i nismo uspeli. Proizvođač napominje da su kompatibilni oni sa RTL8723BU, RTL8821CU i RTL8811 čipovima, kako nismo imali USB modeme sa njima, ostaje da im verujemo.

USB-A 3.0 port bi bio odličan za povezivanje eksternog drajva zbog brzine prenosa. Testirali smo brzinu porta i dobili da je sposoban za direktan prenos bez korišćenja bafera od 290.53 MB/s. Uz upotrebu bafera za prihvat veće količine podataka uspeva da prenese podatke brzinom od 1267.35 MB/s, dok se bafer ne prepuni.

Dolazimo do suštine ove ploče – Ethernet portova. Četiri su raspoređena u parovima po dva. Leva dva su 1 Gb povezana preko Orange Pi-u omiljenih Motorcomm YT8531C Ethernet transivera. Identično rešenje je izvedeno i kod Ky X1 SBC-a Orange Pi RV2. Brzina prenosa ovih portova je 919 Mbps, što je u skladu sa 1 Gb Ethernet specifikacijama.

Dva 2.5 Gbps Ethernet porta su realizovana preko RTL8125BG transivera kao i kod Orange Pi CM5 modela. Brzina transfera merena iz iperf3 na 2.5 Gb Ethernet portovima Orange Pi R2S je 2.1 Gbps.

Jedina još „interesantna“ komponenta na poleđini ploče, pored dva RTL8125BG transivera je eMMC KLM8G1GETF-B041. To je 5.1 eMMC sa HS400 interfejsom. Na našim testovima postizao je brzine direktnog čitanja od 269.71 MB/s, odnosno do 1107.29 MB/s uz korišćenje ugrađenog memorijskog bafera. Ovim smo dobili rezultate gotovo identične eksternom USB disku. Usled nedostatka SD slota, OS se mora pokretati sa eMMC-a, opciono i sa USB-a, a njegova mana je propadanje usled korišćenja. Nažalost, Orange Pi nije predvideo mogućnost zamene ovog čipa, kao što to inače radi na svojim SBC-ovima zamenjivim eMMC modulima.

Softver

Orange Pi R2S fabrički dolazi sa Ubuntu 24.04 LTS verzijom za RISC-V arhitekturu. OS zauzima svega 2% od 8 GB RAM-a, a na disku osnovna instalacija je oko 2 GB, tako da preostaje više od 5 GB prostora na eMMC-u.

Ubuntu sa kernelom 6.6.63 dolazi sa gcc verzija 13.3.0 i Python verzija 3.12.3 što je interesantno za mejkere i inženjere koji bi na ovoj platformi da razvijaju mrežni uređaj – prvenstveno svič ili ruter. Posebno zbog eventulanog korišćenja 2 TOPS sposobne neuralne mreže. Četiri Ethernet porta su prepoznata kao end0 i end1 za 1 Gb, odnosno enP1p1s0 i enP2p1s0 za 2.5 Gb portove. I ovde se može uočiti da su 2.5 Gb portovi izvedeni preko PCI magistrale SoC-a koja je recimo kod Orange Pi RV2 iskorišćena za povezivanje dodatnog M.2 NVMe SSD-a.

U „fabričkom“ Ubuntu OS-u portovi su podešeni da prvi, fizički levi lociran uz samu ivicu, Ethernet 1 Gb bude wlan, odnosno da je namenjen povezivanju sa spoljnim inernetom, dok se lokalna kombinovana 1/2.5 Gb mreža realizuje sa ostala tri Ethernet porta. Za tu svrhu je pogodno koristiti nmtui iz komandne linije SSH terminala udaljenog računara na mreži.

Drugi dati imidž je prilagođeni OpenWRT i to sa Ext4 i SquashFS fajl sistemom. Potonji fajl sistem je read-only pa je zgodan za firmvere rutera i drugih komercijalnih gotovih proizvoda, gde ne želimo da korisnik naruši integritet i funkcionalnost softvera, pa time i uređaja. Ext4 je standardan read-write fajl sistem čest kod Linux OS-a, sa nešto boljim performansama. Kako su podaci na disku sa SquashFS fajl sistemom značajno više kompresovani od onih sa Ext4, treba računati na dodatno opterećenje procesora.

Želeli smo da isprobamo SQM (Smart Queue Management) koga OpenWRT 24 podržava, ali na imidž OpenWRT-a koji je dat na sajtu nije moguće instalirati kmod-sched-cake koji je neophodan za rad SQM-a. Nažalost OpenWRT zvanično ne podržava Ky X1 bez obzira na pdf korisničkog uputstva i imidža koji je podešen da preuzima opkg definicije sa Sysupgrade servera iz direktorijuma https://sysupgrade.openwrt.org/api/v1/revision/24.10.4/ky/riscv64. Tamo ipak, nema takvog direktorijuma ni za jednu 23 ili 24 verziju OpenWRT-a.

Postojeći OpenWRT imidž se može pokrenuti prehodno flešovan na ugrađeni eMMC, ali ga je moguće pokrenuti i sa eksternog USB diska koji treba priključiti na gornji USB 3.0 port. Prilikom podizanja sistema USB 2.0 port mora biti prazan, inače će se sistem podići sa ugrađenog eMMC-a. Podizanje sa USB-a je moguće, jer je na eMMC-u fabrički postavljen Ubuntu OS. U tom slučaju brzi USB 3.0 port nije dostupan za dodatni eksterni disk, pa se za tu namenu eventualno može koristiti alternativni desetostruko sporiji USB 2.0.

Pogledamo li dalje u OpenWRT Luci ekran, vidimo pregled sva četiri Ethernet porta koja su podešena tako da se eth0 od 1 Gb povezuje na lokalnu mrežu dinamički dobijajući IP adresu, dok su ostala tri sa statičkim adresama podešena, što se lako može izmeniti, da formiraju sopstvenu lokalnu mrežu na 192.168.2.x.

Zaključak

Ovaj ruter nas je neopisivo podsetio na FriendlyELEC NanoPi R6S (NanoPi R3S je ipak mrežno slabiji) koga zbog dva 2.5 Gb i jednog 1 Gb Ethernet porta volimo da koristimo za testiranja. NanoPi R6S ima dodatni HDMI, ležište za SD karticu, ali nema drugi nezavisni 1 GB Ethernet port. Cena mu je zastrašujuća četiri puta viša i to može biti ozbiljan razlog da se ipak odlučite za Orange Pi R2S.

Kontra razlozi su ozbiljniji. Pre svega je to što su FriendlyELEC NanoPi zvanično podržani i imaju originalne OpenWRT imidže koji se bez problema ažuriraju i što obezbeđuje nesmetanu instalaciju softvera – poput SQM-a.

Snaga ARM Rockchip RK3588S procesora je ipak u višejezgarnom radu dvostruko, a u po jezgru čak tri puta veća od one koju može isporučiti RISC-V Ky X1 SoC. Imamo dakle SoC na arhitekturi koja je u zamahu, pa je time i slabije softverski podržana – sa snagom bliskom dobropoznatom Raspberry Pi 4 SBC-u.

Poređenja GPU-a ovde nisu od značaja, budući da R2S čak nema video izlaz. AI sposobnosti Rockchip RK3588S su 6 TOPS-a, dok Ky X1 može dati do 2 TOPS-a. Da li to ima značaja u ovom trenutku pri korišćenju OpenWRT-a, pravo je pitanje. Da li bi to moglo da se u nekom namenskom rešenju pod Linux OS-om iskoristi – verovatno bi.

Da li se odlučiti za nabavku ove ploče za realizaciju kućnog sviča ili rutera? Ako su vam dva nezavisna 2.5 Gb Ethernet porta uz dva 1 Gb rešenje problema, gde ne očekujete prezahtevan protok da bi vam napredne tehnologije poput SQM-a značile, onda za $30 ovo jeste dobar izbor. Za taj novac možete dobiti lepi FriendlyELEC NanoPi R3S, ali oni ima samo dva 1 Gb porta. Komparativni i daleko bolji FriendlyELEC NanoPi R6S (koji čak ima i Proxmox zvaničan imidž) cenom pomalo i plaši, ali nudi obilje mogućnosti realizacije serverskih aplikacija. Na kraju Orange Pi R2S ocenjujemo kao dobar, ali ipak ne vrlo dobar proizvod. Toj oceni prvenstveno kumuje RISC-V arhitektura koja upravo osvaja mejkerske i inženjerske kreativne prostore i diči se svojom oznakom „open hardware“.