Что такое одноплатный компьютер
Исходя из названия, одноплатный компьютер - это компьютер, собранный на одной плате, с полным набором необходимых для полноценного функционирования модулей: процессором, оперативной памятью, видео-процессором, сетевым(и) интерфейсами, системой ввода-вывода и т.д. Такие компьютеры, как правило, имеют очень компактные размеры (с пластиковую карту и даже меньше), низкое энергопотребление, а так же сравнительно невысокую цену. Эта публикация познакомит Вас с некоторыми интересными представителями данного сегмента рынка.
Сфера применения
Для чего же нужны одноплатные компьютеры? Первоначальная сфера применения одноплатников - образовательно-демонстрационная: при помощи данных устройств можно изучать информатику, основы электроники, схемотехнику и программирование. Благодаря наличию универсальных портов (GPIO, UART) для работы с любыми другими устройствами, одноплатные компьютеры могут применяться в робототехнике, в системах "умный дом" и в любых проектах, требующих программного управления электроникой. Одноплатные компьютеры с установленной операционной системой на базе ядра Linux возможно использовать в построении сетевых устройств, маршрутизаторов (роутеров), различных серверов.
Существует большое количество производителей, выпускающих одноплатники с использованием мобильной архитектуры ARM, мы рассмотрим некоторых, наиболее интересных из них:
Raspberry Pi
Один из первых одноплатных компьютеров на мобильной архитектуре ARM, разработан Raspberry Pi Foundation. В последствии получил большую популярность и породил множество аналогов и клонов, как более производительных и дорогих, так и более дешёвых. Выпускается в нескольких комплектациях, от самой дешёвой (Raspberry PI Zero) с одноядерным процессором и 256 Mb оперативной памяти и до топовой (на момент написания статьи - Raspberry Pi 3 Model B) с 4х ядерным процессором Broadcom BCM2837 и 1Gb оперативной памяти. Во всех версиях имеются USB порты (от 1го до 4х, в зависимости от модели), порт GPIO (general purpose input/output, 26-пиновый или 40-пиновый). Есть модели с сетевым интерфейсом Ethernet, есть с Ethernet + Wi-Fi и Bluetooth, и есть модели вовсе без сетевых интерфейсов (Raspberry Pi 1 Model A). Стоимость данных плат варьируется от $10 до $40
Установка операционной системы производится путём развертывания заранее подготовленного образа (скачивается на официальном сайте) на MicroSD карту, которую нужно покупать отдельно. Поддерживаемые операционные системы: Debian, Fedora, Arch Linux, Gentoo, RISC OS, Android, Firefox OS, NetBSD, FreeBSD, Slackware, Tiny Core Linux, Windows 10 IOT.
Banana Pi, Banana Pro
Фактически это клон Raspberry Pi с улучшенными характеристиками, разработан компанией "Lemaker". Banana Pi (Banana Pi M1)построен на аппаратной платформе Allwinner A20 SoC (центральный процессор ARM Cortex-A7 dual core + графический процессор ARM Mali400MP2 dual GPU core) и 1GB DDR3 SDRAM. В отличии от Raspberry Pi имеет порт SATA с отдельным разъёмом питания (поддержка жёстких дисков до 4 ТБ), сетевой интерфейс Ethernet 10/100/1000 Mbps (против 10/100 Mbps у Raspberry Pi), возможна установка отдельного Wi-Fi-модуля (USB WiFi Dongle). Так же имеется коннектор для камеры (Camera Serial Interface) и встроенный ИК-порт. Кроме цифрового видеовыхода HDMI есть LVDS connector для сенсорных дисплеев и композитный видеовыход (AV video).
Версия Banana Pro отличается наличием встроенного WiFi 802.11 b/g/n 2.4GHz, шиной расширения на 40 пин. (вместо 26 у Banana Pi), отсутствием композитного видеовыхода.
Так же существует много модификаций данной платы, например:
Доступные для установки операционные системы: Debian, Raspbian, Scratch, Lubuntu, openSUSE, ArchLinux, Bananian Linux, Android, Fedora, Kali Linux. Установка ОС возможна как на TF-карту (MicroSD), так и на внутреннюю eMMC память (для тех моделей, у которых она есть).
Orange Pi
Ещё один последователь "Малины" от китайской компании Shenzhen Xunlong Software CO, отличается очень демократичной ценой и неплохими характеристиками. Богатый модельный ряд даёт возможность выбрать одноплатник этого производителя под любые технические требования и любой бюджет: Orange Pi Zero, Orange Pi One, Orange Pi Lite, Orange Pi PC (PC2), Orange Pi PC Plus, Orange Pi Plus 2E, Orange Pi Plus (Plus 2), Orange Pi Zero Plus2, Orange Pi 2G-IOT, Orange Pi Win/ Win Plus, Orange Pi Prime, Orange Pi i96.
Рассмотрим некоторые из них:
Orange Pi Zero
Orange Pi Zero - один из самых компактных одноплатников: его размеры составляют всего 48 мм × 46 мм при весе в 26г. Такие габариты позволят использовать эту модель в проектах, требующих от всех компонентов минимальных размеров и минимального энергопотребления. При своих скромных габаритах данная модель имеет неплохие характеристики - на нём используется аппаратная платформа AllWinner H2 SoC (центральный процессор Quad-core Cortex-A7 1,2 GHz + графика Mali400MP2 GPU), 256MB/512MB DDR3 SDRAM оперативной памяти, встроенный сетевой контроллер 10/100M Ethernet RJ45 с PoE (Power over Ethernet - технология, позволяющая устройству получать питание из кабеля витой пары), модуль Wi-Fi 802.11 b/g/n, 26 пиновый порт расширения, 13 пиновый функциональный интерфейс (2xUSB 2.0, ИК вход, вход микрофона и видеовыход), а так же USB OTG (с возможностью получения питания).
Цена этого мини-компьютера на Aliexpress - от $7 за версию с 256Mb оперативной памяти и от $9 за 512Mb.
Orange Pi PC 2 - модель построена на базе AllWinner H5 SoC (Четырёхядерный 64-битный Cortex-A53 + восьмиядерная графика Mali450), имеет 1GB DDR3 оперативной памяти, гигабитный Ethernet-порт, CSI вход для подключения видеокамеры, HDMI-выход, на борту присутсвует звуковая подсистема с 3,5 мм аудиоджеком и встроенным микрофоном. Плата имеет поддержку TF card (до 64Gb), NOR flash (2MB), ИК-приемник, 3 USB 2.0 порта, один USB 2.0 OTG порт. Так же имеется 40-ка пиновый порт расширения (совместимый с Raspberry Pi B+), UART, ground.
Orange Pi Plus2 - модель с 2Gb оперативной памяти и аппаратной платформой AllWinner H3 SoC (четырёхядерный Cortex-A7 1,6 Ghz + Mali400MP2 GPU). Отличается наличием встроенной eMMC флеш-памяти объёмом 16GB, которая имеет большее быстродействие чем TF-карты памяти, а так же наличием интерфейса SATA 2.0 для подключения магнитных жестких дисков (HDD) и твердотельных дисков (SSD) и наличием встроенного Wi-Fi модуля. Остальные характеристики практически повторяют предыдущую модель за исключением наличия 4-ёх портов USB вместо 3-ёх у Orange Pi PC 2.
Orange Pi 2G-IOT - данная модель имеет на борту встроенный GSM/GPRS-модуль с поддержкой SIM-карт мобильных операторов, встроенный микрофон и аудиовыход, встроенный модуль Wi-Fi и Bluetooth, вход для аккумуляторных батарей, CSI вход для видеокамеры, а так же выход для подключения LCD. Остальные характеристики достаточно скромны: аппаратная платформа RDA8810 SoC (центральный процессор ARM Cortex-A5 32bit и графический процессор Vivante's GC860), 256Mb оперативной памяти, один USB 2.0 порт и один USB OTG 2.0 порт, поддержка карт-памяти и встроенные 500Mb SLC Nand Flash.
Такая конфигурация делает возможным построение на её базе различных систем мониторинга и безопасности, с возможностью автономного питания (при использовании аккумулятора).
Операционные системы, доступные для установки: Android, ArchLinux, Armbian, Ubuntu, Lubuntu, Debian, Rasbian, OpenSuse, Fedora, Kali Linux.
Cubieboard
Cubieboard - имеет в модельном ряду одни из самых производительных конфигураций на рынке одноплатников. На сегодня выпускаются такие модели: Cubieboard 1, Cubieboard 2, Cubieboard 3 (Сubietruck), Cubieboard 4 (CC-A80), Cubieboard 5 (Сubietruck Plus), CubieAIO-A20.
Cubieboard 1 - самая младшая модель в линейке Cubieboard имеет совсем не такие уж и малые характеристики: аппаратная платформа Allwinner A10 SoC (ARM Cortex A8 @ 1 ГГц процессор, с Mali 400MP GPU и CedarX VPU), 1Gb DDR3 памяти, 4 Гб встроенной NAND Flash, 1x MicroSD слот, 1x SATA порт, HDMI выход, разъем сетевого интерфейса 10/100 Ethernet, 2x USB порта, 1x USB OTG порт, ИК-приёмник, 96-ти контактный порт расширения (I²C, SPI, LVDS, CSI/TS, FM-IN, ADC, CVBS, VGA, SPDIF-OUT, R-TP)
CubieAIO-A20 - модель на базе Allwinner A20 с огромным количеством портов расширения: разъём miniPCIE с поддержкой модулей 3G/4G, интерфейс SATA 2.0 с поддержкой mSATA, 6xUSB портов, 1 x OTG порт, 1 x Toslink (SPDIF оптический), 54 пиновый порт расширения включающий UART, LineIN, MicIn, PWM, Low Resolution ADC, SPI, I2C, LCD, GPIO, CCIR656, MIPI_CSI, I2S, сеть 100M/1000M Ethernet RJ45, встроенные 4/8GB TSD/emmc памяти, 1GB DDR3 оперативной памяти, встроенный модуль Wi-fi и Bluetooth 4.0.
Cubieboard 5 (Cubietrack Plus) - топовая модель на момент написания статьи, имеет внушительные характеристики, немалые размеры и цену (как для одноплатных компьютеров). Построена на базе аппаратной платформы AllWinner H8 (восьмиядерный ARM Cortex A7 с максимальной частотой 2.0 Ghz и графикой PowerVR 544), имеет 2Gb DDR3 оперативной памяти, гигабитную сеть, встроенный Wi-Fi модуль, работающий в двух диапазонах (2,4 и 5 Ghz), Bluetooth, встроенные 8Gb eMMC памяти, интерфейс SATA 2.0, традиционный слот для microSD карт, выход HDMI, аналоговый аудио выход 3,5 мм, встроенный микрофон, 2 USB 2.0 порта, 1 USB OTG порт, 70-ти пиновый порт расширения, а так же встроенный аккумулятор RTC (CMOS) на 40 mAh. На плате присутствует распайка для литиевых аккумуляторов - возможно подключение автономного питания. Кстати о питании: для полноценной работы Cubieboard 5 рекомендуется блок питания не меньше 2,5A при 5 вольтах (12,5 Вт). Плата имеет достаточно большие размеры (опять же, как для одноплатных ПК) - 112мм х 82мм и немалую цену - в комплектации со всеми шнурами и кейсом около $90. Данная конфигурация имеет достаточные параметры для использования Cubieboard 5 как обычного десктопа (или мини-компьютера) под управлением Linux.
Odroid
Odroid - серия одноплатников от южнокорейской компании Hardkernel Co. От предыдущих рассматриваемых моделей отличаются использованием аппаратной платформы Amlogic SoC (для младших моделей) и Samsung Exynos SoC (для старших моделей) вместо более дешёвого Alwinner. На сегодня модельный ряд состоит из: ODROID-C0, ODROID-C1+, ODROID-C2, ODROID-XU4, ODROID-XU4Q.
ODROID C0
Рассмотрим некоторые из них:
ODROID C0
Младшая модель в линейке, использует Amlogic S805 (четырёхядерный Cortex-A5(ARMv7) 1.5Ghz и графика Mali-450 MP2). На борту 1Gb DDR3 SDRAM оперативной памяти, слот для подключения eMMC памяти, слот для microSD карт, 40 + 7 пиновый порт GPIO, 2 порта USB 2.0, ИК приёмник, зарядка для литиевых аккумуляторов. Плата имеет весьма компактные размеры (65х56 мм) и позиционируется производителем как платформа для создания роботов и дронов (квадрокоптеров).
ODROID C2
Платформа этой модели - Amlogic S905 SoC (четырёхядерный ARM Cortex-A53 (ARMv8) 1.5GHz и ARM Mali-450), модель имеет 2Gb DDR3 SDRAM, модуль для подключения eMMC памяти объёмом от 8 до 64 Gb и слот для подключения карт памяти MicroSD (до 128 Gb), 4 порта USB2.0, порт USB2.0 OTG, сеть 10/100/1000Mbps Ethernet, видеовыход HDMI 2.0, аудио вход, разъём для подключения видеокамеры, слот расширения 40pin (GPIO / UART / I2C / ADC) и 7pin port (I2S).
ODROID-XU4 / ODROID-XU4Q
Обе модели построены на базе Samsung Exynos5422 (Cortex-A15 2Ghz и Cortex-A7 восьмиядерный процессор + Mali-T628 MP6), 2Gb LPDDR3 оперативной памяти, модуль подключения чипов памяти eMMC (которая гораздо быстрее чем microSD карты), слот для MicroSD карт памяти, сеть 10/100/1000Mbps Ethernet, HDMI выход, 2 порта USB 3.0 и 1 порт USB 2.0 возможность подключения через USB Serial ATA3 адаптера для HDD или SDD дисков.
В аппаратной платформе Samsung Exynos5422 применена технология ARM big.LITTLE, которая предполагает совмещение на одном ядре нескольких высокопроизводительных процессоров и нескольких энергоэффективных. Данная технология призвана снизить энергозатраты при выполнении операций не требующих всей мощности, путём использования в таких задачах только энергоэффективных ядер, и наоборот, когда системе нужны все ресурсы в работу включаются высокопроизводительные ядра.
Различие у этих двух моделей в системе охлаждения - у XU4 она активная (радиатор + кулер), а у XU4Q пассивная (только радиатор), что, по тестам производителя, ведет к 10% потере мощности при максимальной нагрузке (а следовательно максимальном тепловыделении), зато такая система полностью бесшумна. Впрочем, кулер у модели XU4 работает не всё время, а только при достижении процессором определённого температурного предела.
Дополнительные модули и аксессуары
Купив одноплатный компьютер Вам понадобится также приобрести минимально необходимый набор аксессуаров для его работы: блок питания, microSD карту памяти или модуль памяти eMMC (если у модели нет встроенной памяти) для установки операционной системы, радиатор охлаждения (если он необходим). Данный набор может поставляться как в комплекте с платой, так и отдельно. Об этих и других аксессуарах поговорим далее:
Блоки питания
При покупке отдельно блока питания для одноплатного компьютера следует поинтересоваться у продавца (или производителя) какой мощности он должен быть для стабильной работы платы и всей периферии, подключенной к ней. Для большинства одноплатников подходят блоки питания 5В при 2-2,5А (10-12,5 Вт), но есть модели требующие большей мощности от блока питания (например ODROID XU4 необходимо 5В и 4А - 20 Вт). Так же следует обратить внимание на тип вилки, и просить у продавца евро-вилку, чтобы потом не пришлось покупать переходники с китайского или американского стандарта.
Система охлаждения и корпуса
Если в комплекте поставки отсутствует охлаждение для чипов и памяти, советуем приобрести его сразу, не зависимо от того, какая нагрузка планируется на процессор одноплатника. Подобрать по размеру алюминиевый радиатор пассивного охлаждения на простой липучке не составляет особого труда, а стоит он копейки.
Вы что-то слышали о миниатюрных компьютерах, помещающихся на ладони, и о том, что с их помощью можно создавать удивительные вещи. Вы загорелись желанием попробовать свои силы на данном поприще, и в вашей голове уже начал оформляться абсолютно безумный проект. Но с чего же начать? И какой микрокомпьютер выбрать новичку, никогда не имевшему дела с подобными девайсами? Сегодняшний материал поможет вам во всем разобраться
Одноплатные компьютеры в вопросах и ответах
Не будем ходить вокруг да около, а сразу перейдем к сути. Ниже приведены базовые сведения о микрокомпьютерах в виде небольшого ЧаВО, составленного из вопросов, которые больше всего волнуют новичков.
Одноплатный компьютер, или SBC (Single-Board Computer), — миниатюрное электронно-вычислительное устройство, все компоненты которого собраны на единственной печатной плате. Для работы такого девайса не требуется подключения дополнительных контроллеров — он является полностью самодостаточным. При этом габариты одноплатного компьютера не намного больше размеров банковской карты.
Микрокомпьютеры позволяют решать множество прикладных задач. На базе SBC вы можете собственными руками создать систему «умный дом», сконструировать ретроконсоль, сделать продвинутый маршрутизатор для дома или офиса, поднять мультимедийный или веб-сервер и многое, многое другое. По сравнению с готовыми решениями проекты на основе одноплатных компьютеров обходятся существенно дешевле. Бонусом же идут практически безграничные возможности кастомизации и масштабирования собранной системы.
- Я не инженер и не программист. Микрокомпьютеры не для меня?
Вовсе нет. Начнем с того, что на просторах сети вы без труда отыщете множество готовых программ и даже специализированных дистрибутивов операционных систем для SBC, «заточенных» под те или иные задачи. Конечно, вам придется разобраться с тем, как работает нужный софт, и научиться его настраивать, но уметь программировать вовсе не обязательно.
Что касается подключения дополнительных модулей, то для этих целей на плате распаяны стандартные порты, а также универсальный интерфейс GPIO (General-Purpose Input/Output — интерфейс ввода/вывода общего назначения), который может быть легко сконфигурирован под любые задачи и используется для подсоединения к микрокомпьютеру датчиков освещенности, температуры, звука, LED-индикаторов и даже более сложных компонентов вроде 3G/4G-модемов. Если же вам понадобится какой-либо специфический порт, вы всегда можете приобрести нужную плату расширения.
Плата расширения для Raspberry Pi с последовательным портом RS232 Плата расширения для Raspberry Pi с последовательным портом RS232Сама по себе сборка функциональной системы оказывается не сложнее работы с детским конструктором, не требует пайки и других сложных манипуляций. Помимо этого, вы можете найти в продаже множество вспомогательных деталей (корпусов, радиаторов, кулеров, антенн и т. д.) для микрокомпьютеров, так что вам не придется осваивать 3D-печать или мучиться в тщетных попытках приладить к SBC несовместимые компоненты.
Летом 2017 года на тематическом портале Linux Gizmos вышел подробный обзор 98 микрокомпьютеров. С тех пор минуло уже три года. За это время интерес к SBC со стороны энтузиастов лишь возрос, как многократно возросло и количество представленных на рынке устройств: поскольку подобные девайсы сравнительно дешевы в производстве, их выпуском стали заниматься буквально все кому не лень, начиная от крупных корпораций вроде Asus и заканчивая никому не известными стартапами.
Несмотря на столь впечатляющее многообразие, действительно заслуживающие внимания одноплатные компьютеры можно пересчитать по пальцам. Причина кроется не только (и не столько) в их технических характеристиках, но и в качестве прошивки, программного обеспечения, а также совместимости с периферией и различными приложениями.
Зачастую, стремясь сэкономить, новички приобретают noname-устройства и оказываются у разбитого корыта по той простой причине, что не могут найти ни стабильно работающей ОС под них, ни нужных драйверов, ни гайдов в интернете. В аналогичную ситуацию можно попасть и при покупке брендового, но малопопулярного микрокомпьютера: каким бы качественным ни был приобретенный вами девайс, если вокруг него так и не сложилось крепкое комьюнити, для начинающего разработчика он будет абсолютно бесполезен.
Именно по этой причине мы настоятельно рекомендуем отдавать предпочтение проверенным временем SBC и пускаться в эксперименты с необычными новинками, лишь набравшись опыта. И лучшим микрокомпьютером для новичков на сегодняшний день однозначно является Raspberry Pi.
Raspberry Pi — идеальный одноплатный компьютер для начинающих
Raspberry Pi, или, как его любовно называют фанаты, «малинка», по праву считается эталоном одноплатных компьютеров и практически идеальным выбором для тех, кто лишь начал приобщаться к удивительному миру SBC. Его появлением мы с вами обязаны программисту Дэвиду Брэбену, автору легендарного космического симулятора Elite. В мае 2011 года он представил первый концепт микрокомпьютера за $35, изначально предназначавшегося для обучения программированию в школах и вузах. Однако девайс, полноценный релиз которого состоялся спустя всего год, оказался настолько удачным, что снискал невероятную популярность в кругу программистов и конструкторов-энтузиастов по всему миру, выйдя далеко за рамки учебных проектов.
За время существования Raspberry Pi было выпущено 12 модификаций одноплатных компьютеров. И это первый довод за покупку «малинки»: устройства предыдущих поколений до сих пор можно найти в продаже по весьма привлекательным ценам, а их возможностей оказывается более чем достаточно для первых экспериментов с SBC, а также для проектов, нетребовательных к вычислительным мощностям. Наиболее же актуальной на сегодняшний день моделью является Raspberry Pi 4 Model B.
Основой этого малыша является SoC Broadcom BCM2711, включающий в себя 4 вычислительных ядра Cortex-A72 (ARM V8), работающих на частоте 1,5 ГГц, и графический процессор GPU VideoCore VI, частота которого составляет 500 МГц. Девайс доступен в трех модификациях, отличающихся объемом оперативной памяти (2, 4 и 8 ГБ) по рекомендуемой цене 35, 55 и 75 долларов США соответственно. В России цены на 4-гигабайтную модель стартуют в среднем от 6,5 тысячи рублей.
На плате распаяны 40 пинов GPIO, 4 порта USB (2 × USB 2.0 и 2 × USB 3.0), 4-контактный мини-джек 3,5 мм, пара комбинированных цифровых аудио/видеовыходов micro HDMI 2.0, последовательные интерфейсы для подключения камеры (MIPI CSI) и LCD-экрана (MIPI DSI), а также один слот для карт памяти microSD (собственного накопителя данных Raspberry Pi 4B не имеет). Для соединения с локальной сетью и интернетом предусмотрен гигабитный Ethernet-порт. Также микрокомпьютер поддерживает беспроводное подключение по стандартам Wi-Fi 802.11 b/g/n/ac и оснащен Bluetooth 5.0 с BLE. Такое обилие интерфейсов существенно упрощает работу с Raspberry Pi, делая устройство куда более универсальным по сравнению с множеством собратьев, что весьма важно, особенно для новичков. Это второй аргумент за покупку «малинки».
Что касается операционных систем, с которыми совместим Raspberry Pi, то их количество действительно впечатляет. Помимо фирменной Raspberry Pi OS, вы можете установить на микрокомпьютер готовый медиацентр OSMC на базе Kodi, RISC OS от Acorn Computers для процессоров на ARM-архитектуре, Windows 10 IoT (специальная версия Windows для проектов в сфере Интернета вещей), различные сборки Ubuntu (Lubuntu, Xubuntu, Kubuntu, Ubuntu Server), OpenWrt (ОС для создания продвинутых маршрутизаторов), систему управления NAS на основе Debian OpenMediaVault, о которой мы уже писали ранее , сборник эмуляторов игровых консолей прошлых поколений RetroPie, неофициальные сборки Android и множество других. Такое многообразие существенно упрощает разработку: вы без особого труда найдете подходящее решение под любую задачу.
За 9-летнюю историю вокруг Raspberry Pi сформировалось мощное сообщество, и это еще один весомый аргумент в пользу покупки данного SBC. На YouTube и тематических порталах вы найдете множество готовых проектов с перечнем всех необходимых комплектующих, ПО и описанием его настройки, каждый из которых послужит для вас отличным учебным пособием.
Еще одно весьма важное преимущество данного микрокомпьютера заключается в том, что производство Raspberry Pi ведется как на фабрике в Уэльсе (Великобритания), так и в Шэньчжэне (Китай). Таким образом, вы можете заказать оригинальный SBC не только на официальном сайте компании или в локальных компьютерных магазинах, но и на «народном» маркетплейсе AliExpress, при этом существенно дешевле. Для сравнения: если в России за флагманскую модификацию вам придется отдать около 9 тысяч рублей, то в Китае — всего 7 тысяч, а на сэкономленные деньги вы сможете приобрести вполне добротный набор «сделай сам», в который уже будут входить корпус, радиаторы для микрочипов, кулер, адаптер питания и сенсорный экран.
Выбираем карту памяти для одноплатного компьютера
Поскольку Raspberry Pi не имеет встроенного хранилища данных, при покупке такого малыша одним из ключевых аспектов становится правильный выбор карты памяти. И задача эта является отнюдь не такой тривиальной, как может показаться на первый взгляд, ведь microSD-карта будет играть роль системного накопителя, а значит, к ней будут предъявляться особые требования.
Первое, с чем необходимо определиться, — как именно вы собираетесь использовать данный девайс. Хотя микрокомпьютеры могут применяться во множестве самых разных сфер, глобально все возможные сценарии можно разделить на две обширные категории:
Одноплатный компьютер используется в качестве NAS, мультимедийного сервера, торрент-сервера для скачивания и раздачи в режиме 24/7, персонального облака или выполняет функции DVR для домашней системы видеонаблюдения. В этом случае карта памяти будет испытывать огромные нагрузки, ведь данные на ней будут постоянно перезаписываться, а процессы чтения/записи зачастую идти параллельно, причем в несколько потоков. В такой ситуации лучшим выбором станет производительная microSD-карточка класса U1 или выше , способная работать в многопоточном режиме и обладающая расширенным ресурсом перезаписи.
Если вы хотите использовать одноплатный компьютер как основу для создания ретроконсоли, веб-сервера для тестирования сайтов и приложений или же в качестве мозга системы «умный дом», то вам, напротив, необходимо приобрести карту памяти, отличающуюся высокими устойчивыми показателями IOPS (количество операций ввода-вывода в секунду). В перечисленных сценариях нагрузка на карту сравнительно невысока, а данные перезаписываются достаточно редко: вы один раз загружаете необходимое программное обеспечение, а в дальнейшем происходит лишь считывание исполняемых файлов и необходимых библиотек. Изменениям же подвержены в основном файлы настроек и логи, которые по сравнению с мультимедийным контентом практически ничего не весят.
В первом случае наиболее оптимальным выбором станут карты памяти серии WD Purple QD101. Изначально созданные для цифровых камер видеонаблюдения, автомобильных и персональных видеорегистраторов, они превосходно подойдут для сценариев, предполагающих интенсивную перезапись информации.
Данная линейка microSD-карт включает в себя 6 моделей емкостью от 32 ГБ до 1 ТБ, так что вы сможете без труда подобрать наиболее оптимальный вариант в зависимости от поставленных задач. Каждая карта памяти соответствует скоростному классу U1 (V10), поддерживает работу в многопоточном режиме, а ее максимальная производительность достигает 80 МБ/с в операциях чтения и 50 МБ/с при записи данных.
Карты памяти WD Purple созданы на базе 96-слойной флеш-памяти 3D NAND BiCS четвертого поколения и могут похвастаться гарантированным рабочим ресурсом в 1000 циклов программирования/стирания. На практике это означает, что даже 32-гигабайтные модели выдерживают не менее 16 терабайт перезаписи, тогда как флагманская карточка на 1 ТБ обладает коэффициентом TBW уже в 512 терабайт. Столь высокая выносливость делает microSD-карты пурпурной серии практически идеальным решением для использования в составе систем видеонаблюдения, DLNA-серверов и в других аналогичных ситуациях.
Когда же на первый план выходит уровень производительности при работе с приложениями, следует отдавать предпочтение картам памяти класса A2. Изначально такие microSD-карточки создавались для смартфонов и планшетов на базе операционной системы Android, поддерживающих расширение системной памяти за счет съемных накопителей, поэтому при их разработке особое внимание уделялось такому показателю, как минимальное устойчивое количество операций ввода-вывода в секунду. Карты памяти класса A2 обладают гарантированной производительностью 4000 IOPS в операциях случайного чтения и 2000 IOPS — при записи файлов. Это означает, что даже в самых неблагоприятных условиях при максимальной нагрузке количество операций ввода-вывода в секунду не упадет ниже указанных значений. И именно такими показателями характеризуются SanDisk Extreme PRO.
Модельный ряд включает в себя 7 карт памяти на 32, 64, 128, 256, 400 и 512 ГБ, а также терабайтный флагман. Карточки серии отличаются рекордным быстродействием: вплоть до 170 МБ/с в операциях последовательного чтения и до 90 МБ/с при записи. Наряду с высокими показателями устойчивого IOPS, это существенно расширяет сферу их применения: SanDisk Extreme Pro могут с равным успехом использоваться в качестве системных накопителей в микрокомпьютерах, для расширения встроенной памяти мобильных девайсов, для профессиональной фотосъемки или записи видео в разрешении 4K UHD.
Что немаловажно, SanDisk Extreme Pro поддерживают работу с компактными карт-ридерами MobileMate с интерфейсом USB 3.0. Это позволяет не только без проблем переносить файлы между различными устройствами, но и подключать к одноплатному компьютеру дополнительные microSD-карты, используя свободные USB-порты.
Среди особенностей карт памяти WD Purple и SanDisk необходимо выделить устойчивость к воздействию негативных факторов внешней среды. Они способны исправно функционировать при экстремально низких (до -25 ºC) и экстремально высоких (до +85 ºC) температурах, выдерживают погружение в соленую или пресную воду на глубину до 1 метра и падение на бетонный пол с высоты до 5 метров, хорошо защищены от воздействия рентгеновского излучения и статических магнитных полей с силой индукции до 5000 Гс (в частности, это означает, что вы можете свободно проносить такие карточки через терминалы досмотра в аэропортах или через металлоискатели). Таким образом, вы можете быть на 100% уверены в сохранности данных даже в том случае, когда ваш проект предполагает наружный монтаж одноплатного компьютера (например, такая потребность может возникнуть при создании системы безопасности загородного дома).
Компьютеры с каждым годом становятся компактнее и производительнее. Для многих задач хватает производительности не только стационарных компьютеров или ноутбуков. Нередко могут быть полезны и одноплатные компьютеры размером с кредитную карту. Что же умеют эти «малыши»?
Зачем и для кого?
В целом одноплатный ПК — это компьютер, собранный на одной плате, на которой имеются микропроцессор, ОЗУ, разъемы для подключения внешних устройств, сетевые модули и т.п. Подобные компьютеры могут продаваться и в готовом виде, и как набор компонентов для самостоятельной сборки. Для многих популярных моделей существуют различные дополнительные компоненты и устройства, например, датчики температуры или освещенности, компактные табло для вывода информации и т.п. Подобные ПК не могут похвастаться исключительной производительностью, но зато они обладают рядом достоинств — небольшой размер и вес, а также сниженное энергопотребление позволяют держать такие устройства постоянно включенными. Следовательно, их можно использовать:
- Для создания небольшого домашнего мультимедиацентра: обычно такие устройства имеют DSI- и HDMI-разъемы, позволяющие подключить дисплеи, телевизоры и аудиовыходы, что позволяет воспроизводить музыку и фильмы.
- В качестве устройства для скачивания и раздачи файлов в пиринговых сетях.
- Можно превратить одноплатный компьютер в небольшую игровую приставку, используя эмуляторы старых консолей. Новейшими играми насладиться вряд ли получится, но для игр предыдущих десятилетий производительности хватит.
Разумеется, это далеко не все возможные варианты применения одноплатных компьютеров.
На большинство устройств можно установить Android или специально подготовленный дистрибутив Linux — и в ваших руках уже компьютер с полноценной операционной системой. И сфера применения здесь зависит во многом от ваших потребностей и навыков.
Калинка-малинка
Одним из самых популярных одноплатных компьютеров является Raspberry Pi — изначально это решение задумывалось для обучения информатике школьников и студентов. Однако со временем «малинка» стала все чаще использоваться инженерами и энтузиастами для создания самых разнообразных устройств: беспроводных точек доступа, метеостанций, фотокамер и т.п. Первые модификации Raspberry Pi появились в свободной продаже в 2012 году. Одна из последних моделей, Raspberry Pi 3A+ появилась в конце 2018 года.
Устройство оснащено 64-битным процессором (4 ядра ARM Cortex-A53 x64, тактовая частота 1,4 ГГц), 512 Мб ОЗУ и слотом MicroSD. Устройство умеет работать с Wi-Fi (в том числе в диапазоне 5 ГГц) и Bluetooth 4.2. Этот одноплатный компьютер оборудован одним портом USB 2.0, к которому можно подсоединить USB-хаб, если одного порта недостаточно. Стоит отметить, что модификация 3A+ лишена Ethernet-порта, в отличие от модели 3B. За Raspberry 3A+ придется отдать 25 долларов (плюс стоимость доставки) — цена довольно демократичная, однако набор дополнительных компонентов может стоить гораздо дороже самого устройства.
Разумеется, Raspberry Pi — не единственный популярный одноплатный компьютер. Китайские разработчики с 2014 году производят клон «малинки» — Banana Pi.
Устройство не полностью совместимо с Raspberry Pi, но большинство дополнительных компонентов могут использоваться обоими компьютерами без дополнительных модификаций. Новая модель Banana Pi BPI-M4 оснащено четырьмя вычислительными ядрами ARM Cortex-A53, базовая версия оборудована 1 Гб ОЗУ (есть возможность заказа модификации с 2 Гб оперативной памяти). Помимо традиционного разъема для MicroSD «банан» оснащен и модулем eMMC (до 64 Гб). В отличие от Raspberry Pi 3A+ здесь есть Ethernet-гнездо, а USB-портов четыре. Плата весит около 50 граммов и имеет весьма компактные размеры — 92х60 мм. Словом, весьма достойный конкурент «малинки». Не забудем, что и для Banana Pi существуют образы большинства популярных дистрибутивов Linux, поэтому вы сможете использовать тысячи полезных программ, доступных в репозиториях.
Подойдет не всем
Будем справедливы — одноплатные мини-компьютеры весьма универсальны, но подходят не для всех задач.
Скорее всего, одноплатный компьютер не подойдет вам, если вы нуждаетесь в производительном решении для обработки графики и видео. Не подойдет он и для майнинга — одно устройство будет приносить вам меньше доллара в месяц независимо от выбранной криптовалюты. На большее просто не хватит вычислительной мощности.
Также не слишком полезен будет одноплатный компьютер, если вы никогда не пользовались Linux и не готовы заниматься монтажом компонентов и разработкой собственных программ. Для создания многих устройств на основе одноплатных компьютеров существуют готовые пошаговые инструкции, но минимальные знания схемотехники и архитектуры ПК, а также знакомство с UNIX-подобными ОС все равно будут необходимы, если вы хотите эффективно использовать мини-ПК.
Но если вы интересуетесь программированием и схемотехникой, присмотритесь к одноплатным компьютерам. Десятки моделей и сотни дополнительных компонентов позволят реализовать самые смелые инженерные задумки.
Одноплатный компьютер (или SBC) - это целый компьютер в виде одного (обычно довольно небольшого) аппаратного обеспечения. Вам могут быть знакомы некоторые видные имена на рынке SBC, такие как Raspberry Pi, Odroid и LattePanda. На верхнем уровне есть и другие знакомые имена, которые вы можете даже не ассоциировать с SBC. нравится NVIDIA и AMD! Такие компьютеры универсальны и не занимают много физического пространства.
Одноплатные компьютеры могут использоваться для многих целей, таких как: компактный настольный ПК общего назначения; выделенный медиа-ПК для воспроизведения музыки, телевидения и фильмов; эмуляционное устройство; сервер; хобби электроника или программирование проекта; и многое другое.
Типы и модели одноплатных компьютеров
Ну, почти. В наши дни все больше одноплатных компьютеров поставляются с предустановленными операционными системами в свои хранилища (обычно это карты micro SD), поэтому вам даже не нужно беспокоиться о технических аспектах настройки. Альтернативой, как я узнал, когда наша команда создала собственный облачный сервер, были бы строки и строки кода.
Но по мере того, как SBC становятся все более популярными, для них разрабатывается все больше руководств (даже для конкретных ситуаций, таких как облачный сервер). Так что хорошая вещь - если вы в руководствуетесь с инструкциями - у вас все будет хорошо!
Самое важное, это то, что приведенные ниже платы предназначены для очень разных целей и отличаются друг от друга. Мы проведем вас через них, чтобы вы могли почувствовать, насколько похожи эти SBC и чем они отличаются.
Так что давайте проведем вас через популярные одноплатные компьютеры, представленные на рынке, и проясним, какая плата предназначена для какого типа пользователей!
Недорогой, хорошо известный одноплатный компьютер: Raspberry Pi 3B+ ($38)
Чаще всего Raspberry Pi - это первый шаг людей в мир одноплатных компьютеров. Частично из-за этой низкой цены (я студент и даже могу себе это позволить!), Но также потому, что на данный момент существует так много документации и бесплатного программного обеспечения для сообщества. Raspberry Pi невероятно гибок и использовался почти до всего на данный момент: от роботизированных машин build-it-yourself (80 долларов за комплект) до ретро-игр (90 долларов за комплект) до огромных стартовых пакетов для кодирования и проводки (50 долларов без Пи).
Единственным большим недостатком Pi является (как и следовало ожидать по его цене) то, что он имеет очень скудные характеристики по сравнению с другими SBC, не говоря уже о обычных компьютерах.
Для кого Raspberry Pi?
По сути, любой, кто хочет возиться с одноплатными компьютерами в первый раз, не взломав банк, или даже представить как подарок для члена семьи или друга.
Одноплатный компьютер Teeny Tiny: ODROID XU4Q ($80)
Ой, посмотрите на это, такой крошечный! Эта компактная одноплатная плата по-прежнему имеет мясистый процессор и стала фаворитом среди пользователей, которым нужна мощная система для запуска Android или Linux в небольших проектах. Один из самых популярных (и до сих пор занимающий особое место в моей голове) - это универсальный набор для эмулятора мультисистемной игры, который можете купить и затем создать! За $59 (работает на более медленной версии ODROID) вы получаете весь комплект.
Для кого предназначен Odroid XU4Q?
Карманные любители ретро-игр, чрезвычайно малые конструкторы форм-фактора и учащимся пользователям.
Универсальный одноплатный компьютер: ASUS Tinker Board ($82)
Те из вас, кто изготавливает ваши собственные ПК, узнают имя за этой платой. И это действительно здорово, потому что ASUS делает отличную работу по созданию простой в понимании платы с цветовой кодировкой. Когда вы начинаете копаться в этом, на плате есть много чудесных нудных аспектов. Тем не менее, более ближний осмотр также покажет, что ASUS все продумала. Например, хороший объем памяти eMMC. С хранилищем непосредственно на плате вы получаете преимущество в том, что оно быстрее и надежнее, чем карта micro SD, используемая большинством плат стоимостью менее 100 долларов. Так что здесь вы можете установить свою основную ОС для стабильности!
Для кого предназначен Asus Tinker Board?
Тем кто хочет, повозиться. Цвета делают его очень удобным для пользователя по сравнению с другими платами, и там есть множество пошаговых инструкций!
Одноплатный компьютер Powerhouse: Cubieboard 5 ($ 109)
Наконец, одним из самых замечательных аспектов этой платы является то, что сама конструкция имеет открытый исходный код. Так что, если вы супер всезнайка и хотите поиграться с кодом и дизайном платы, вам повезет с этим!
Для кого предназначен Cubieboard 5?
Для крупномасштабных проектов с несколькими устройствами, которые требуют многоядерной производительности. Очень редко для начинающих пользователей, но все же может использоваться для начинающих, если они хотят экспериментировать и терпеть неудачные попытки запуска на различных установках.
Одноплатный компьютер «BUT WHAT ABOUT WINDOWS»: LattePanda (129 долларов)
Не волнуйтесь, мистер Microsoft Exec, который читает наш блог. Мы не пропустили Windows-систему в этом списке. На полном серьезе, это одна из самых популярных плат у пользователей, которые хотят беспроблемного использования свой обычный ПК. Он поставляется в комплекте с самым симпатичным на рынке процессором Intel Cherry Trail Z8350 (4-ядерный процессор), а также 2 ГБ оперативной памяти DDR3L, 32 ГБ памяти и графикой Intel HD.
Это не взорвет мир, но даст вам полный опыт работы с Windows 10.
Для кого предназначен LattePanda?
Тем пользователям, которым нужен удобный и знакомый опыт, которым просто нужен компьютер с Windows в крошечном форм-факторе, без необходимости знать код.
NVIDIA или AMD: снова с одноплатными компьютерами
Ну соответственно, они снова здесь.
Не довольствуясь борьбой за наши кошельки для видеокарт (и процессоров), AMD и NVIDIA тоже рушат рынок одноплатных компьютеров!
Одноплатный компьютер AMD: UDOO BOLT V8 (
Подумайте о обычном ПК за 300-400 долларов со страницы основных деталей. Затем сожмите его в одну маленькую коробочку. Это более или менее то, что UDOO сделал с диапазоном болтов. V8 (самый мощный) в настоящее время недоступен на AliExpress, так как команда только начала отсылать их своим сторонникам по кикстартеру в этом месяце.
Для кого предназначен Udoo Bold?
Серьезные геймеры, которые хотят, чтобы второй компьютер работал как потоковое устройство, путешествующие рабочие, которым нужен сверхпортативный компьютер, или даже любители мультимедиа, которые хотят иметь надежный интеллектуальный концентратор для своего телевизора. Есть много возможностей с таким количеством энергии.
Одноплатный компьютер NVIDIA: Jetson AGX Xavier ($ 1299)
Вы знаете, как мы, геймеры, иногда соединяем 2 GPU вместе для повышения производительности? Ну, когда дело дошло до ИИ-вычислений, NVIDIA вспомнила эту технику и они немного сошли с ума.
Представьте себе обучающий компьютер в вашем автомобиле, который запоминает расположение дорог при движении по ним и знает, как реагировать на встречное движение. И это только один пример! Эта штука просто напичкана вычислительной мощностью, больше, чем обычная рабочая станция с графическим процессором. Потенциал этой вещи немного устрашает, если углубиться в возможности.
Более забавный (но похожий) пример - то, как сотрудники Postmates разработали автономного робота доставки:
Для кого предназначен Jetson AGX?
Тот, кто хочет возиться с ИИ. Только не создавай Скайнет на нас.
Вывод: стоит ли покупать одноплатный компьютер?
Там действительно есть компьютер для всех, не так ли? Одноплатные компьютеры показывают, что вам не нужна высокопроизводительная система, чтобы хорошо проводить время (хотя здесь мы смотрим на вас UDOO + RTX 2080Ti, не думайте, что мы не заметили это безумие…).
Для меня я использую свой Raspberry Pi в качестве инструмента обучения, чтобы связываться с потоковыми и сетевыми приложениями (в конце концов, я делаю видеомонтаж и увлекаюсь стримами), но чаще всего это гибкость, позволяющая обладать мощью такого маленький форм-фактор, который имеет все возможности.
Но как насчет тебя? У вас есть одноплатный компьютер? Планируете ли вы купить один, чтобы сделать что-то? Дайте нам знать об этом в комментариях!
Читайте также: