Presentamos el nuevo ODROID-C4: Un Ordenador de Placa Reducida de Nueva Generación

El ODROID-C4 es un ordenador de placa reducida de nueva generación que es más eficiente desde el punto de vista energético y su rendimiento es mayor que el ODROID-C2, que se presentó hace cuatro años, como el primer ordenador ARM de 64 bits del mundo a un precio muy asequible. El ODROID-C4 presenta una CPU Amlogic S905X3 que es un clúster Cortex-A55 de cuatro núcleos con una GPU Mali-G31 de nueva generación. Los núcleos A55 funcionan a 2.0Ghz sin estrangulamiento térmico utilizando un disipador de calor de serie, dando lugar a un ordenador recudido y muy silencioso. El rendimiento multinúcleo es aproximadamente un 40% más rápido y el rendimiento de la DRAM del sistema es un 50% más rápido que el ODROID-C2.

Figura 1 - El nuevo ODROID-C4

Echemos un vistazo al diagrama por bloques y los componentes clave de la placa en las Figuras 2 y 3 para obtener más información sobre las características del hardware.

Figura 2 - Diagrama por bloques

Figura 3 - Diseño de componentes

Tienes información más detallada del hardware disponible en la wiki de ODROID-C4 en https://wiki.odroid.com/odroid-c4/hardware/hardware.

Rendimiento de la CPU

Los resultados de las pruebas de compresión 7-zip, Dhrystone-2, Whetstone de doble precisión, muestran que el rendimiento del sistema ODROID-C4 es 40 ~ 55% más rápido que el ODROID-C2 de la generación anterior.

Figura 4 – Pruebas de rendimiento de la CPU

Rendimiento de la GPU

El Mali-G31 funciona a 650MHz y es ~ 50% más rápido que Mali-450MP en ODROID-C2. El Mali-G31 es la primera generación de GPU convencional basada en Bifrost de Arm. El rendimiento de la GPU se midió usando glmark2-es2 "- off-screen".

Figura 5 - Pruebas de rendimiento de la  GPU

Rendimiento de la RAM

¿Por qué importa el hecho de ser DDR4? El RAM DDR del DROID-C4 funciona a 1320Mhz, con un ancho de banda de memoria que es 1.6 veces mayor que el ODROID-C2.

Figura 6 – Pruebas de rendimiento de la RAM

Frecuencia de CPU vs Rendimiento

Algunos usuarios de ODROID pueden tener una velocidad de reloj inferior a la esperada con el S905 de ODROID-C2. Realizamos una prueba para confirmar la relación entre la frecuencia de reloj de la CPU y el rendimiento con ODROID-C4.

Figura 7 - Frecuencia de CPU vs rendimiento

Características térmicas

Para verificar la regulación térmica, ejecutamos algunas cargas pesadas de CPU y GPU en el SoC y monitorizamos la temperatura dentro de una cámara que mantiene la temperatura ambiente a 25 ° C. Ten en cuenta que el punto de regulación térmica actual está fijada en 75 °C en la configuración del kernel.

Figura 8 - Temperatura de CPU y GPU con disipador pasivo

Figura 9 - Frecuencia de CPU en orden cronológico

Si colocas la placa ODROID-C4 dentro de una carcasa, puedes encontrar algunos problemas de estrangulamiento térmico cuando la temperatura ambiente es superior a 20 °C y la carga informática continúa siendo muy alta.

Ethernet

Según el resultado de nuestra prueba iperf, el rendimiento estaba cercano al 1 Gbps.

Figura 10 - PReubas de rendiminto Iperf

Puerto USB

Medimos la velocidad de transferencia de USB3 con un SSD USB. El promedio de ~ 340 MB/s de rendimiento debería ser aceptable para la mayoría de las aplicaciones. Puesto que los 4 puertos host USB comparten un único hub raíz, la velocidad de transferencia será menor si usa múltiples dispositivos USB3 al mismo tiempo. También hay un puerto micro USB independiente que admite la interfaz USB 2.0 OTG de doble función.

Figura 11 – Prueba de rendimiento del host USB con "iozone" - Escritura

Figura 12 – Prueba de rendimiento del host USB con "iozone" - Lectura

Rendimiento de almacenamiento eMMC

La velocidad de lectura y escritura secuencial es superior a 165 MB/s y 125 MB/s respectivamente. El rendimiento de acceso aleatorio 4K también es razonablemente rápido. Los resultados de la prueba de iozona son los siguientes.

Figura 13. - Rendimiento del almacenamiento eMMC 

Rendimiento de Micro-SD UHS

Usando una escala de voltaje dinámico UHS implementada correctamente, la velocidad de lectura y escritura secuencial es superior a 70 MB/s y 50 MB/s, respectivamente.

Figura 14 - Rendimiento de MicroSD UHS

Criptografía

La arquitectura ARMv8 admite extensiones criptográficas aceleradas por hardware para construir un sistema seguro. Como era de esperar, pudimos ver un rendimiento de openSSL bastante bueno con el ODROID-C4.

Figura 15 – Pruebas de rendimiento de criptografía

GPIO (cabezal de 40 pines)

La interfaz ODROID-C4 GPIO es similar a la ODROID-C2 y es totalmente compatible con una interfaz de 3,3 voltios. Esto está muy bien para poder usar periféricos sin shifters de nivel complicados según sea necesario con los GPIOs de 1.8 voltios del ODROID-XU4. Otra gran mejora es la interfaz de bus SPI más rápida con una frecuencia máxima de más de 100Mhz. Es significativamente más rápido que el SPI "bit-banged" del software ODROID-C2 de 400Khz.

Figura 16 - cabezal GPIO

El consumo de energía

Gracias a la moderna CPU S905X3 fabricada de 12 nm, el consumo de energía y la disipación de calor son muy bajos, lo que te permite disfrutar de un ordenador silencioso y potente con alta eficiencia energética.

Figura 17 - Comparación del consumo de energía

Estado inactivo: ≃ 0.18 vatios Estado de carga pesada: 3.1 ~ 3.3 vatios (stress-ng --cpu 4 --cpu-method matrixprod) No hay cables conectados, excepto la entrada de alimentación DC y el cable de consola de depuración USB-UART.

El consumo de energía en "IDLE" se mide cuando un dispositivo no se utiliza durante 5 minutos, ya que el regulador de la CPU está configurado en "performance". El consumo de energía medido no es perfecto y puede variar según ciertas condiciones.

Soporte de software de Linux

Existe una imagen Ubuntu 20.04 LTS (full 64-bit) con el kernel de Linux versión 4.9.218 LTS a partir del 22 de abril de 2020. Esta versión del kernel LTS tendrá soporte oficial hasta enero de 2023. Ahora contamos con un controlador de decodificador de video acelerado por hardware (VPU). Tenemos ejemplos de c2play y kplayer que pueden reproducir videos 4K/UHD H.265 60fps sin problemas en el framebuffer de la salida HDMI del ODROID-C4. El controlador Mali G31 GPU Linux también funciona solo en el framebuffer.

Upstream Linux kernel 5.4 también está disponible para desarrollo, el cual admite aceleración de GPU ARM Mali. El contenido de WebGL puede ejecutarse en el navegador Firefox (v75 +) utilizando el backend moderno de Wayland/GBM. Sin embargo, la aceleración VPU es un proyecto en curso. El escritorio GNOME Ubuntu 20.04 con tecnología Wayland funciona bastante bien, tal y como se muestra en https://youtu.be/4MfHMKcHaUc.

El entorno de trabajo de la interfaz de usuario de Flutter funciona con un kernel 5.4 de Linux y está acelerado por la GPU ARM Mali. Hay un video demostrativo con Ubuntu 20.04 Minimal + Linux kernel 5.4 + Flutter UI + acceso GPIO directo en https://youtu.be/p6bzmdAJqjo.

Soporte de software de Android

Android 9 "Pie" de 64 bits está disponible, y hemos lanzado el código fuente completo BSP y una imagen precompilada. Android user land admite aplicaciones de 32 bits y de 64 bits con un controlador de GPU Mali ARM compatible con Vulkan. Otra gran mejora es que admite un entorno de trabajo compatible con AndroidThings, que te proporcionará un entorno de desarrollo fácil para controlar periféricos de hardware en Android utilizando potentes API de Java. El ODROID-C4 no es un dispositivo certificado por Google AndroidThings, y el código fuente de Android de Hardkernel no incluye el código fuente de Google AndroidThings.

En https://youtu.be/0o-JLCLlGe4. hay disponible un video con Android 64-bit que incluye una la demostración del controlador de GPU Vulkan con la emulación PPSSPP "God of War". Puede ver una demostración de la programación de IoT de Android con la APIs compatibles con AndroidThings en https://youtu.be/C5o7JCQXpr8.

LineageOS

LineageOS 16.0 es otro sistema operativo impulsado por la comunidad, y está disponible a desde el 22 de abril de 2020. LineageOS 17.1 se está desarrollando actualmente, la primera versión estaría disponible para mediados de mayo de 2020

CoreELEC

El equipo de desarrollo de CoreELEC ha creado una increíble imagen del sistema operativo para reproducir contenido 4K/UHD con soporte de color HDR. El equipo ofrece una distribución Linux de "sistema operativo" diseñada para una experiencia óptima de Kodi cuando se ejecuta en el popular hardware Amlogic. Permite la reproducción de video 4K HDR+ Audio Passout, Netflix 1080p e incluso 8K-30FPS H.265 con escalado (https://youtu.be/7ejYL5OuMi0).

Disponibilidad y precio

El ODROID-C4 está actualmente disponible para su compra y se aceptan pedidos. Comenzaremos el envío el 28 de abril. El modelo ODROID-C4 4GB tiene un precio de 50$ y está disponible directamente en Hardkernel en https://www.hardkernel.com/shop/odroid-c4/. Otros distribuidores mundiales comenzarán a vender pronto, tal y como se muestra https://www.hardkernel.com/distributors/.

¿Dónde está el ODROID-C3?

Desarrollamos internamente el ODROID-C3 basado en la CPU S905X2, que tiene núcleos ARM Cortex-A53, hace casi dos años. Sin embargo, el rendimiento no fue lo suficientemente bueno, y habíamos oído hablar del nuevo S905X3 con núcleos ARM Cortex-A55 modernos. Por lo tanto, decidimos omitir el ODROID-C3.

¿Qué pasa con el ODROID-C2/C1+?

Intentaremos continuar con la producción de ODROID-C2 / C1 + durante el mayor tiempo posible, ya que todavía hay muchos clientes B2B que continúan comprándolos en cantidad. Sin embargo, Amlogic está descontinuando las antiguas CPU S905 y S805 en un futuro cercano, y como resultado, probablemente tendremos que descontinuar ODROID-C2/C1+ a principios del próximo año. Considera la posibilidad de migrar a la nueva plataforma ODROID-C4 lo antes posible.

Para ver el anuncio original, visita el artículo de la Wiki de Hardkernel en https://wiki.odroid.com/odroid-c4/odroid-c4.

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