NVIDIA Jetson TX1 - pierwsze wrażenia

W końcu dotarł do mnie w zestaw NVIDIA Jetson TX1 Developer Kit, składający się z płyty nośnej (tzw. carrier board) oraz samego modułu Jetson TX1. Jest to zupełnie inne podejście do konstrukcji niż te, które znamy w przypadku budowy zestawu Jetson TK1. Dzięki takiej budowie, w razie konieczności, możemy wykorzystać sam moduł TX1 do podłączenia z innymi płytami, które zapewne pojawią się w niedalekiej przyszłości. Jest to również idealne rozwiązanie dla bardziej zaawansowanych projektantów, którzy będą mogli wykorzystać go do własnych celów. Całość w porównaniu z zestawem Jetson TK1 prezentuje się bardzo interesująco

Porównanie rozmiaru TX1 vs. TK1

Moduł Jetson TX1

Sam moduł Jetson TX1 posiada wymiary 50x87mm, które śmiało można porównać do rozmiaru standardowej karty kredytowej. Na tak małej przestrzeni znajduje się czterordzeniowy procesor SoC Nvidia Tegra X1 taktowany zegarem 1.9GHz (ARM Cortex A57, 64-bit), 4GB pamięci RAM LPDDR4-3200, a także 16GB pamięci eMMC 5.1.

Moduł Jetson TX1

Jednak najważniejszą cechą TX1 jest układ graficzny Maxwell, uzbrojony w 256 rdzeni CUDA i taktowanych zegarem do częstotliwości 998MHz. Według producenta, osiąga on wydajność na poziomie 1TFLOP w przypadku 16-bitowych liczb zmiennoprzecinkowych.

To nie wszystko - moduł posiada także kartę sieciową WiFi pracującą w standardzie 802.11ac z wbudowaną obsługą Bluetooth 4.1/BLE (BCM4354), a także gigabitowy port Ethernet. Oferuje również szereg interfejsów, pozwalających na obsługę:

• 6x MIPI CSI-2 lub 3x MIPI CSI-4
• 2x USB 3.0
• 3x USB 2.0
• PCIe gen2 x4 + x1
• HDMI 2.0 / DP 1.2
• DSI/eDP 1.4
• 3x SPI
• 4x I2c
• 3x UART
• SATA
• GPIO

Zdemontowany moduł Jetson TX1

400 pinowe gniazdo modułu na płycie

Moduł akceptuje napięcie zasilania z dość szerokiego zakresu 5.5V ± 19.6V i posiada maksymalne zapotrzebowanie na poziomie 15W TDP przy pełnym obciążeniu (typowo 8-10W, spoczynek 1W). Od spodu znajdziemy 400 pinowe gniazdo (8x50) typu Board-to-Board.

Oczywiście mamy pełną kontrolę nad zegarami w zakresie:

• CPU: 102 MHz – 1.9 GHz
• GPU: 76 MHz – 998 MHz
• EMC: 40 MHz – 1.6 GHz

Co ciekawe - pomimo oficjalnej specyfikacji, Tegra TX1 jest tak naprawdę procesorem ośmiordzeniowym (4xA57 + 4xA53). Do naszej dyspozycji oddane są jedynie rdzenie A57, podczas gdy rdzenie A53 pozostają dla samego systemu ukryte (shadow cores). Jakby było tego mało, jest jeszcze jeden rdzeń A9, wykorzystywany jako procesor audio. Ale to tak na marginesie :)

Moduł jest w pełni wspierany przez system operacyjny Linux4Tegra bazujący na Ubuntu, który udostępnia komplet bibliotek CUDA 7.0, VisionWorks OpenVX 1.1, OpenGL 4.5, OpenGL ES 3.1, cuDNN 5.0 oraz OpenCV 3.0.

Diagram

Jetson TX1 Developer Kit

Jetson TX1 Developer Kit

Jetson TX1 Developer Kit posiada referencyjne rozmiary mini-ITX, a więc bez większych problemów możemy umieścić go w odpowiedniej dla nas obudowie. Płyta umożliwia bezbolesne poznawanie działania modułu, który jest dodatkowo wyposażony w aktywne chłodzenie (radiatora i wentylator). Wentylator aktywuje się w razie konieczności, przy większych temperaturach jednostki centralnej. Wentylatorem możemy również sterować za pomocą podsystemu sysfs.

Aktywne chłodzenie modułu

Na płycie znajduje się również 5MP kamera MIPI CSI-2, która jest podłączona do dedykowanego gniazda, które również oferuje dodatkowe linie, takie jak: Camera CLK, I2c & control, I2S, UART oraz SPI.

5MP kamera MIPI CSI-2

Dy dyspozycji otrzymujemy także pełnowartościowy slot kart PCIe 2.0 x4. Niestety dość niefortunnie osadzono go w pobliżu kondensatora, który w pewnych sytuacjach może okazać się kłopotliwy, wystając nieco ponad gniazdo.

Slot PCIe x4

Kondesator w pobliżu PCIe 4x

Obecne jest również gniazdo M.2 Key E z pojedynczą linią PCIe x1, SDIO (4-bit), USB 2.0, I2C, UART, I2c. Według oficjalnych informacji, przeznaczone jest dla kart rozszerzeń, takich jak modemy, czy karty sieciowe. Generalnie M.2 Key E nie jest przeznaczone dla nośników SSD - do tego celu przeznaczone są gniazda Key B i Key M, dlatego raczej nie skorzystamy z możliwości jakie oferują dyski z serii 950 PRO od Samsunga, gdzie wykorzystywane są wszystkie cztery linie do osiągnięcia przepustowości 32Gb/s i uzyskania oszałamiających transferów 2500 MB/s przy odczycie i 1500 MB/s przy zapisie danych.

Na szczęście tego typu dyski, będziemy mogli podłączyć do szyny PCIe x4 za pomocą specjalnej karty, np.: Silverstone ECM20, oferującej gniazdo M.2 Key B oraz M.2 Key M.

Tuż obok, znajduje się także specjalne złącze dla wyświetlaczy, obsługujące DSI (2x4 lanes), eDP (x4 lanes) wraz z kontrolą podświetlania PWM oraz interfejsem dotykowym SPI / I2c.

Złącze M.2 Key E oraz Display Connector

Dla mniej wymagających użytkowników, dostępny jest również port SATA (Data+Power) do którego możemy podłączyć zewnętrzny dysk twardy. Zastosowano tutaj stojące gniazdo, dlatego będzie konieczne zaopatrzenie się w dodatkowy przewód. W przeciwnym wypadku czeka nas pionowy montaż nośnika, który musi mieć odpowiednią grubość, aby nie zawadzał o sąsiadujący kondensator.

Port SATA

Na tylnej krawędzi znajduje się gniazdo zasilające, dwa gniazda antenowe 2.4/5GHz, jeden port mini USB 2.0 AB, jeden port USB 3.0 A, pełnowymiarowe HDMI 2.0, czytnik kart pamięci SD oraz gigabitowy port Ethernet.

Złacza na tylnej krawędzi

Jak wspomniałem wcześniej, płyta nadaje się do montażu w obudowie zgodnej ze standardem mini-ITX, dlatego też możliwe jest podpięcie panelu frontowego pod goldpiny, znajdujące się obok przycisków sterujących.

Nieco wyżej znajduje się 20 pinowe gniazdo JTAG (raster 2,54mm) oraz 60 pinowe gniazdo Debug typu Samtec (2x30, raster 0,5mm) oferujące również JTAG, UART, I2c, linie sterujące Power, Force Recovery & Reset Control, a także kilka GPIO.

W dolnej części znajdziemy dodatkowy port szeregowy UART (białe goldpiny)

Przyciski sterujące Reset, User Button, Recovery, Power Button

Na sam koniec należałoby wspomnieć o dwóch gniazdach rozszerzeń GPIO. Jedno w konfiguracji 2x20 oraz drugie w konfiguracji 2x15. W odróżnieniu od konstrukcji znanej w Jetson TK1, zastosowano tutaj bardziej przyjazny raster 2,54mm, natomiast dodatkowa zworka pozwala określic poziom napięć dla logiki w jakiej chcemy operować (3.3V lub 1.8V).

40 pinowy port rozszerzeń oferuje: I2S, Audio Clock, 2x I2C, SPI oraz UART.
30 pinowy port rozszerzeń oferuje: I2S IF oraz kilka portów GPIO.

Gniazda rozszerzeń GPIO

Cena nie jest zachęcająca - za cały zestaw przyjdzie nam zapłacić 600$. Znacznie taniej będą mieli studenci, którzy po przesłaniu odpowiednich dokumentów uczelni, mogą nabyć  Developer Kit za połowę niższą kwotę. Cena komercyjna również jest niższa, bo 299$ - o ile zdecydujemy się na zakup tysiąca sztuk :)

Jak całość wypada "w praniu" i testach wydajnościowych? O tym dowiecie się niebawem.