Orange PI - rodzina SBC z procesorem Allwinner H3

Orange Pi to kolejna marka, która stara się o swoje miejsce na rynku jednopłytkowych komputerków SBC. Tym razem mamy do czynienia nie z jednym, a kilkoma wariantami opartymi o czterordzeniowy procesor Allwinner H3 (ARM Cortex-A7) i nieco starszy już układ graficzny Mali 400 MP2. Płytki różnią się od siebie podstawowym wyposażeniem, za które przyjdzie nam zapłacić odpowiednio więcej.

Przyjrzyjmy się zatem następującym modelom:

Od lewej: Orange PI PC, Orange Pi Mini 2, Orange Pi 2, Orange Pi Plus

Oprócz zaprezentowanych dziś modeli, dostępne są jeszcze dwa nie ujęte na zdjęciu: niskobudżetowy Orange PI One oraz najdroższy model Orange Pi Plus 2.

Od lewej: Orange PI PC, Orange Pi Mini 2, Orange Pi 2, Orange Pi Plus

Tabela porównawcza

Pomimo dość szerokiego wachlarza łatwo możemy zdecydować, który wariant będzie nam najbardziej odpowiadał. Najtańsze modele nie oferują wbudowanego modułu Wi-Fi (Orange Pi One, Orange Pi PC oraz Orange Pi Mini 2), który znajdziemy dopiero w droższych modelach (Orange Pi 2, Orange Pi Plus oraz Orange Pi Plus 2).

Jeśli zależy nam z kolei na 1Gbps porcie Ethernet, interfejsie SATA, powinniśmy sięgnąć po model Orange Pi Plus lub Orange Pi Plus 2, które różnią się od siebie ilością pamięci operacyjnej RAM oraz ilości wbudowanej pamięci eMMC.

Dokładne różnice pomiędzy modelami pozwoli nam poznać poniższa tabela:

Allwinner H3 i zegar 1.6GHz?

W materiałach prasowych przyjęło się, że procesory Allwinner H3 posiadają standardowe taktowanie zegarem 1.6GHz. Podaje tak zarówno producent "pomarańczowych", jak i jego dystrybutorzy.

Niestety jest to informacja błędna, ponieważ jednostki H3 mogą pracować stabilnie z zegarem 1.2GHz.

Allwinner H3

Skąd się w ogóle wzięło taktowanie zegarem 1.6GHz? Przyczyna wydaje się być bardzo prosta, która  wynikła z braku pełnej dokumentacji na temat zasilania i taktowania układu w początkowym stadium jego popularności. Jeśli dodatkowo weźmiemy pod uwagę mały wkład Allwinnera w wspieraniu jądra Linuksa, to jest to scenariusz bardzo prawdopodobny.

Jak by nie było, otrzymaliśmy układy przetaktowane i zasilane wyższym napięciem niż nominalne, które mimo wszystko działają (pytanie jak długo?).

Czy to znaczy, że H3 nie można podkręcić do częstotliwości 1.6GHz? Owszem można. Należy jednak postawić sobie pytanie: Czy warto i jak spory radiator musimy wykorzystać?

Do dziś nie ma pewnej i sprawdzonej definicji tablicy dvfs (dynamic voltage frequency scaling), która odpowiada za dobór odpowiednich napięć do konkretnych wartości zegara i temperatur tego układu, więc podkręcanie pozostaje wyłącznie naszym ryzykiem.

Orange Pi Plus

Podkręcać? Albo nie podkręcać? Oto jest pytanie!

Na chwilę obecną podkręcanie Allwinnera H3 nie ma najmniejszego sensu. Przy standardowym taktowaniu 1.2GHz praktycznie nie jest wymagane stosowanie radiatora. W zależności od obciążenia, temperatura jaką wskazuje czujnik wewnątrz układu, nie przekracza wartości 70-76°C, a w stanie bezczynności może wynieść poniżej 55°C.

Widok termowizyjny Orange Pi Plus @ 1.2GHz bez radiatora (idle)

Widok termowizyjny Orange Pi Plus @ 1.2GHz bez radiatora (pełne obciążenie)

Kulturę pracy możemy znacząco poprawić, stosując już najmniejszy radiator o wymiarach 15x15mm, dzięki któremu przy pełnym obciążeniu zbijemy temperaturę do mniej niż 70°C.

Widok termowizyjny Orange Pi Plus @ 1.2GHz z radiatorem 15x15mm (idle)

Widok termowizyjny Orange Pi Plus @ 1.2GHz z radiatorem 15x15mm (pełne obciążenie)

Jeśli zależy nam na jeszcze niższych temperaturach, możemy dołożyć mały wentylatorek 15x15mm, który mimo tego, że nie posiada specjalnie dużego przepływu powietrza, obniży temperaturę końcową o około 5-8°C.

Wentylator 15x15mm SEPA 5V 60mA (MF15B-05)

Dlaczego zatem nie warto podkręcać H3 do częstotliwości 1.6GHz? Bez solidnego radiatora nie ma tutaj najmniejszych szans. W mgnieniu oka osiąga temperaturę 85°C i zbija zegary do 1.2GHz / 1.0GHz. Mało tego, w stanie bezczynności na dzień dobry rozgrzewa się momentalnie do temperatury 64°C.

Widok termowizyjny Orange Pi Plus @ 1.6GHz bez radiatora (idle)

Widok termowizyjny Orange Pi Plus @ 1.6GHz bez radiatora (pełne obciążenie)

Przy zastosowaniu większego radiatora 20x20x10mm sytuacja wcale się nie poprawia, ponieważ podwyższone napięcie zasilania układu powoduje, że nie nadąża on odprowadzić wydzielanego ciepła do radiatora, a przy nieco dłuższym czasie pracy i tak zegar zbijany jest do 1.2GHz. Więc gdzie tu sens? :) No chyba, że zależy nam na zegarze 1.6GHz na biegu jałowym lub koszmarnie wielkim chłodzeniu.

Widok termowizyjny Orange Pi Plus @ 1.6GHz z radiatorem 20x20x10mm (pełne obciążenie)

Do podobnego wniosku doszedł chyba również producent, ponieważ w najnowszej wesji Orange Pi Zero, oficjalnie podany jest zegar 1.2GHz, który dodatkowo wynika z zastosowania nieco innego regulatora napięcia.

Testy wydajności

Testy nośnika danych

Jak pewnie zauważyliście, Orange Pi Plus oraz Orange Pi Plus 2 posiada złącze SATA. Niestety ponownie zastosowano tutaj mostek GL830 (SATA na USB), który nie napawa optymizmem. Mamy jednak dostępne 8GB w miarę szybkiej pamięci eMMC, a wtedy dysk twardy może posłużyć nam już tylko jako magazyn.

Mostek GL830 w Orange Pi Plus / 2

Test dysku SATA (dysk SSD)

Testy programów

Galeria

Orange Pi PC
 

Orange Pi Mini 2
 

Orange Pi 2
 

Orange Pi Plus
 

Podsumowanie

Jestem mile zaskoczony Orange PI z układami Allwinner H3. Co prawda, ciężko jest mi sobie wyobrazić dekodowanie materiału wideo pod Linuksem, ale podobno biblioteki CedarX na to pozwalają. Ten aspekt sprawdzimy sobie już wkrótce.

Na stronie producenta mamy również spory wybór dystrybucji Linkusa, ale nie polecam ich za bardzo z powodu występowania różnych problemów w nich występujących oraz niedociągnięć.

Jedyną ciekawą i wartą uwagi jest dystrybucja Armbian, która działa bardzo dobrze i stabilnie zarówno pod kątem konfiguracji dvfs jak i dostępności akceleracji OpenGL ES dla układu graficznego Mali 400.

Biorąc pod uwagę wyjątkową niską cenę za słabsze modele (w tym Orange Pi Zero), platforma ta może okazać się wyjątkowo przydatna w specyficznych zastosowaniach.

Nie pozostaje nam więc nic innego, jak sprawdzenie czy "pomarańcza" poradzi sobie z dekodowaniem materiału wideo z wykorzystaniem CedarX oraz działania pod Androidem.

Sprzęt do testów dostraczył sklep KAMAMI.pl