Test nowego ośmiordzeniowca - Banana PI M3

Nowa Banana PI oznaczona symbolem M3 jest kolejną wersją, opisywanej już wcześniej wersji Banana PI M2. Płytka trafiła do mnie dzięki ponownej uprzejmości sklepu internetowego ElTy.pl, dlatego mam kolejną okazję do podzielenia się z Wami moimi spostrzeżeniami.

Banana PI M3 posiada ośmiordzeniowy procesor Allwinner A83T ARM Cortex-A7, taktowany zegarem 1.8GHz oraz wyposażony w układ graficznym PowerVR SGX544, który obsługuje standardy takie jak: OpenCL 1.0 oraz OpenGL ES 1.1 / 2.0.

Według specyfikacji producenta, powinien sobie bez problemu poradzić z odtwarzaniem materiałów wideo H.264 w rozdzielczości 1080p@60fps lub 720p@120fps, a także kodekiem HVEC/H.265 w rozdzielczości 1080p@30fps.

Do dyspozycji dostajemy 2GB pamięci RAM oraz 8GB pamięci masowej typu eMMC na której możemy zainstalować wybrany system operacyjny. Oczywiście nic nie stoi na przeszkodzie, aby uruchomić system z karty microSD.

Wyposażenie płytki jest znacznie bogatsze od wcześniejszego M2, otrzymujemy bowiem dwa gniazda USB 2.0, jedno USB OTG, gniazdo microSD oraz port SATA. Za komunikację ze światem odpowiada układ Realtek RTL8211E/D (1000Mbps Ethernet) oraz odświeżony układ WiFi AP6212 działający w standardzie 802.11 b/g/n z wbudowaną obsługą Bluetooth 4.0. Banana możemy podłączyć do telewizora lub monitora za pomocą pełnowymiarowego gniazda HDMI 1.4 lub do wyświetlacza zgodnego z MIPI DSI. Nie zapomniano również o możliwości obsługi kamer wykorzystujących interfejs MIPI CSI lub 8-bitowy interfejs równoległy. Na płytce znajdziemy również wbudowany mikrofon oraz odbiornik podczerwieni.

Projektanci dostają także 40-pinowe złącze z wyprowadzeniami większość popularnych magistrali, takich jak: UART, I2C, I2C, SPI oraz linii GPIO / PWM.

Brzmi ciekawie prawda? Niestety rzeczywistość nie jest już tak kolorowa.

Zasilanie

Do poprawnego działania producent zaleca 5V zasilacz o wydajności 2A, który podłączymy do gniazda zasilającego microUSB. Co ciekawe na płytce jest miejsce na montaż gniazda zasilającego DC 4.0mm/1.7mm i szczerze dziwi mnie jego brak. Jestem jedną z nielicznych osób, których nie zadowala taki sposób zasalania, ze względu na maksymalny prąd jaki można przepuścić przez microUSB, gdzie typowo wartość ta wynosi 1.8A.

Banana PI M3 jest również przesadnie czuła na stabilność zasilania i jakość przewodu USB, które mocno wpływają na to, czy urządzenie będzie pracowało stabilnie i nie będzie samoczynnie się resetowało.

Chłodzenie i temperatury

Kolejną rzeczą na która trzeba zwrócić uwagę decydując się na Banana PI M3 jest taktowanie procesora, deklarowane na 1.8GHz – niestety tylko na papierze. Allwinner A83T po prostu wymaga radiatora, zaleca to nawet Allwinner.

Brak radiatora to "bankowy" spadek wydajności i nie małe kłopoty. W przypadku tego procesora, Allwinner dostarcza w jądrze Linuksa dwie techniki skalowania częstotliwości procesora. Pierwszą z nich jest thermal throttling, który obniża nominalne taktowanie układu przy wyższych temperaturach pracy, mając zapobiec nadmiernemu przegrzaniu się i jego uszkodzeniu. Natomiast druga metoda polega na wyłączaniu przegrzanych rdzeni.

W praktyce wygląda to tak, że bez wykorzystania radiatora nie przekroczymy taktowania układu powyżej 1.2GHz, a przy długotrwałym obciążeniu dobijemy nawet do częstotliwości 1GHz. Ledwo kiedy zobaczymy 1.6GHz, a co dopiero 1.8GHz.

Dopiero zastosowanie najtańszego radiatora pozwoli nam cieszyć się już z w miarę stabilnym taktowaniem w okolicach 1.6GHz przy pełnym obciążeniu. Natomiast aktywne chłodzenie wentylatorem ozwala na wyciągnięcie obiecanych 1.8GHz.

Mała legenda:

1. Stan bezczynności bez dodatkowego chłodzenia, to temperatury w okolicach 60°C ÷ 65°C i deklarowane taktowanie układu 1.8GHz.
2. Przy dużym obciążeniu bez chłodzenia, temperatura pikuje do 85°C, a taktowanie zostaje zbite do 1GHz.
3. Jeśli doprowadzimy do przekroczenia temperatury powyżej 85°C (co wcale nie jest takie trudne) nastąpi samoczynne wyłączenie rozpalonych rdzeni. W moim przypadku z 8 do 4
4. Pomimo zredukowania obciążenia i spadku temperatury, rdzenie nie aktywowały się ponownie
5. Musimy więc zrobić to sami z konsoli
6. Zamontowanie najtańszego, aluminiowego radiatora pozwoliło na zmniejszenie temperatur w spoczynku do 52°C
7. Pełne obciążenie systemu nie powoduje przekroczenia temperatury 76°C, co pozwaliło nam na uzyskanie taktowania z zakresu 1.2GHz do 1.6GHz
8. Dopiero zastosowanie niewielkiego wentylatora na radiatorze pozwoliło na uzyskanie temperatury 38°C stopni w spoczynku
9. Przy pełnym obciążeniu (dopiero teraz) uzyskamy stabilne 1.8GHz przez większość czasu

Jak to się przekłada na wyniki? Dla porównania wyniki programu sysbench w momencie "ochłodzenia" układu i wyniki w szczycie temperatury.

Bez chłodzenia: Pierwszy pomiar: 10,98s. Dwudziesty pomiar: 13.63s
Radiator: Pierwszy pomiar: 8,44s. Dwudziesty pomiar: 9,86s
Radiator+Wentylator: Pierwszy pomiar: 7,64s. Dwudziesty pomiar: 7,70s

Jak sami widzicie pominięcie chłodzenia A83T może nam przynieść prawie dwukrotny spadek wydajności, dlatego do dalszych pomiarów wykorzystamy chociaż radiator, o którym niestety producent M3 nie pomyślał.

Wyniki pomiarów

Zobacz również porównanie z pozostałymi platformami.

SATA... SlowATA

Pierwsze zaskoczenie to odwrócone piny zasilania dla dysku SATA niż te, które znamy z kabla od Cubieboard. Dlatego jeśli macie taki kabel, koniecznie sprawdźcie polaryzację.

Port SATA pozwolił mi wierzyć, że będzie można uzyskać szybsze transfery danych. Do testów wykorzystałem dysk ADATA SSD SX300 o pojemności 64GB. Jakie wyniki? Kto zgadnie?

Odczyt 28MB/s i zapis w ciężkich bólach 13MB/s.

Jak to możliwe?

Na spodzie płytki PCB znajduje się układ GL830 od GenesysLogic, który jest niczym innym, niż niskobudżetowym mostkiem SATA/PATA na USB 2.0. Ale dlaczego nie ma chociaż tych 30-40MB/s, które oferuje USB 2.0?

A no dlatego, że nie wiedzieć dlaczego i po co, producent zdecydował się na wykorzystanie tylko jednego z dwóch dostępnych hostów USB 2.0 oferowanych przez A83T… razem z pozostałymi dwoma gniazdami USB 2.0…. z wykorzystaniem wbudowanego huba.

Efekt? Współdzielona przepustowość. Jest to zatem pierwszy raz w dziejach, kiedy pamięć eMMC jest szybsza od SATA i to dwukrotnie!

Jak się pewnie domyślacie, nie ma możliwości bootowania z dysku podłączonego do SATA. Więc „feature killer” w postaci portu SATA możemy uznać za nieistniejący.

Krótka piłka

Szeroka gama udostępnianych obrazów Ubuntu Mate 15.10, Raspbian Jessie, Debian 8.2, ARMbian, openSUSE, Fedora oraz Arch niestety nie poprawia sytuacji - w osłodzeniy całości nie pomaga nawet 8 rdzeni.

Jeśli chodzi o Androida to dostępna jest wersja 5.1.1 – niestety nie wiedzieć czemu, nie działa ani karta Ethernet, ani Wi-FI. System wykrywa dostępne sieci, ale bez skutku połączenia. Takim sposobem nie udało mi się sprawdzić walorów Banana Pi M3 pod tym kątem… i nawet dobrze.