ODROID-N2: Ejecuta Ubuntu 18.04 y Android Pie con el más reciente, potente y rápido ordenador de placa reducida de Hardkernel

El ODROID-N2 es un ordenador de placa reducida (SBC) de nueva generación que es más potente, más estable y con un rendimiento superior al ODROID-N1. La CPU principal del ODROID-N2 está basada en la arquitectura big.little, que integra un clúster CPU ARM Cortex-A73 de cuatro núcleos y un clúster Cortex-A53 de doble núcleo con una GPU Mali-G52 de nueva generación.

Gracias a la moderna tecnología de silicio de 12 nm, los núcleos A73 funcionan a 1.8 Ghz sin regulación térmica utilizando un gran disipador de calor metálico, lo cual permite disponer de un ordenador robusto y silencioso. El rendimiento de la CPU multi-nucleo es aproximadamente un 20% más rápida y la memoria RAM DDR4 de 4 GB es aproximadamente un 35% más rápida que la del ODROID-N1. La memoria RAM DDR4 del ODROID-N2 funciona a 1320Mhz, mientras que la memoria DDR3 del ODROID-N1 funciona a 800Mhz.

El voluminoso disipador térmico de metal está diseñado para optimizar la disipación de calor de la CPU y de la RAM reduciendo al mínimo el tener que recurrir a la regulación. La CPU está ubicada en la parte inferior de la PCB con el objetivo de que el rendimiento término sea el mejor posible.

Figura 1 – La nueva placa ODROID-N2

Figura 2 – Componentes y detalles del conector ODROID-N2

Figura 3 – Tabla de componentes del ODROID-N2

Figura 4 – Tabla diagrama por bloques

Rendimiento de la CPU

Los resultados de las pruebas de rendimiento del ancho de banda de la memoria, de Dhrystone-2, Whetstone, Sysbench que aparecen a continuación muestran que el rendimiento del sistema ODROID-N2 está por delante de otros SBC ARM conocidos.

Figura 5 – Prueba de rendimiento de la CPU

Rendimiento de la GPU

El Mali-G52 funciona a 846Mhz y es un 10% más rápida que la Mali-T860MP4 del ODROID-N1. El Mali-G52 es la segunda GPU estándar basada en Bifrost de Arm. Hay dos procesadores Shader en la GPU y cada núcleo tiene tres motores de ejecución. A veces esto suele denominarse MP6. El rendimiento de la GPU se ha medido con la opción “- off-screen” de glmark2-es2.

Figura 6 – Pruebas de rendimiento de la GPU

Rendimiento de la RAM

La siguiente gráfica refleja por qué es tan importante la nueva generación de memoria RAM DDR4. La DDR4 a 1320Mhz es un 35% más rápida que la DDR3 a 800Mhz. La memoria RAM DDR4 del ODROID-N2 se ejecuta a 1320Mhz.

Figura 7 – Pruebas de rendimiento de la memoria

Rendimiento vs frecuencia CPU

Algunos usuarios de ODROID podrán recordar que la velocidad de reloj es inferior a la esperada en el SOC S905. Ejecutamos una prueba para comprobar la relación entre la frecuencia de reloj de la CPU y el rendimiento, usando para ello el siguiente comando:

$ sysbench cpu --max-cpu-prime=100000 --time=10 --threads=6 run
Figura 8 – Resultados de Sysbench

Características térmicas

Para evaluar la regulación térmica, pusimos la CPU y la GPU juntas a ejecutar algunos trabajos pesados y monitorizamos la temperatura. Ejecutamos las pruebas dentro de una habitación en la que la temperatura ambiente se mantenía a 35 °C, usando el siguiente comando:

$ stress-ng --cpu 6 --cpu-method matrixprod && glmark2-es2-fbdev --off-screen --run-forever
Figura 9 – Prueba de esfuerzo de CPU y GPU

Figura 10 – Prueba de esfuerzo de la CPU – Frecuencia vs tiempo

Ethernet Gigabit

Teniendo en cuenta los resultados de la prueba iperf, el rendimiento esta cerca de 1 Gbps.

Figura 11 – Prueba de rendimiento de la red IfPerf

Hosts USB 3.0

Medimos la velocidad de transferencia del USB3 con un SSD compatible con UAS. El promedio de rendimiento de ~ 340 MB/s que observamos, debería ser el aceptable para muchas aplicaciones. Puesto que los cuatro puertos host USB3 comparten un solo hub root, la velocidad de transferencia debería ser menor si utilizas varios dispositivos USB al mismo tiempo.

Figura 12 – Prueba de escritura USB 3.0

Figura 13 – Prueba de lectura de USB 3.0

Rendimiento de almacenamiento del eMMC

La velocidad de lectura y escritura secuencial es superior a 150 MB/s y 125 MB/s, respectivamente. El rendimiento de acceso aleatorio en 4K también es razonablemente rápido. El resultado de las pruebas con iozone es el siguiente:

Figura 14 – Rendimiento de almacenamiento eMMC

Rendimiento UHS micro-SD

Utilizando la escala de voltaje dinámico UHS correctamente, la velocidad de lectura y escritura secuencial es superior a 70 MB/s y 55 MB/s, respectivamente.

Figura 15 – Rendimiento UHS Micro-SD

El Soc S905 anterior no puede activar el modo UHS una vez que el sistema arranca desde el eMMC. Sin embargo, el S922X puede seguir utilizar simultáneamente el modo UHS con el módulo eMMC.

Sonido DAC

El ODROID-N2 tiene una salida de audio estéreo de alta calidad de 384 kHz/32 bits. El rango dinámico y la SNR están cerca de los 100dB y la distorsión armónica total es inferior al 0,006%. Es posible disfrutar de una calidad de sonido Hi-Fi sin recurrir a un costoso DAC de audio externo.

Figura 16 – Relación señal-ruido: 1 KHz (384 KHz, 32 bits, 2 canales):

Figura 17 – Relación THD + N: 1 KHz (384 KHz, 32 bits, 2 canales):

Figura 18 – Respuesta de frecuencia: 20Hz – 20KHz (384KHz, 32bit, 2-ch)

Arranque con memoria flash PI

El ODROID-N2 puede arrancar desde la memoria SPI integrada en lugar de la memoria uSD o las tarjetas eMMC. La memoria SPI integrada tiene un tamaño de 8 MB y puede incluir los archivos binarios bootstrap, U-boot, kernel de Linux mínimo y un ramdisk que incluye “Petitboot”. El software “Petitboot” proporciona una interfaz fácil de usar que permite a los usuarios seleccionar un medio de arranque.

Desafortunadamente, dado que el bus SPI en S922X comparte la interfaz de hardware con eMMC, solo se puede acceder a la memoria flash SPI en ODROID-N2 durante el arranque hasta que se active el bloqueo de hardware eMMC. Por lo tanto, debes retirar el módulo eMMC y arrancar desde una tarjeta SD para poder actualizar el firmware en la memoria SPI.

RTC

El ODROID-N2 tiene un componente RTC integrado, NXP PCF8563, conectado al bus I2C y puede usar una pila de reserva como fuente de alimentación alternativa mientras que la fuente de alimentación principal esté ausente. Dado que el consumo medio de energía en realidad es inferior a 1uA, el RTC puede funcionar durante más de 10 años con una pila CR2032. Además, esto permitirá que tu ODROID-N2 se active a una cierta hora una vez que fijes una alarma y lo apagues.

Motor crypto

La arquitectura ARMv8 de la CPU admite extensiones criptográficas aceleradas por hardware para desarrollar un sistema seguro. Como era de esperar, podremos ver un rendimiento openSSL muy decente con el ODROID-N2, usando el siguiente comando:

$ openssl speed sha256 (8KByte)
Figura 19: pruebas de rendimiento de openSSL con ODROID-N2

El GPIO (cabezal de 40 Pin)

La interfaz GPIO del ODIOID-N2 es similar a la del ODROID-C2 y es totalmente compatible con una interfaz de 3.3Volt, mientras que ODROID-N1 solo admite E/S de 2.8Volt. Esto es supone una gran ventaja a la hora de usar varios periféricos sin complicados shifters de nivel.

Otra gran mejora es una interfaz de bus SPI más rápida. Su frecuencia máxima es superior a 150Mhz, intentaremos implementar un driver SPI controlado por DMA para conectar una pantalla LCD más rápida.

Consumo de energía

Estado inactivo: 1.6 ~ 1.8 vatios Estado de máxima carga de trabajo: 5.2 ~ 5.3 vatios (stress-ng –cpu 6 –cpu-method matrixprod) No hay cables conectados, excepto la entrada de alimentación DC y el cable de la consola de depuración USB-UART.

Soporte de software – Linux

Hay disponible una imagen de Ubuntu 18.04 LTS (completa de 64 bits) con la versión del kernel 4.9.152 LTS en este momento. Esta versión del kernel tendrá soporte oficial hasta enero de 2023.

Hay disponible yn driver decodificador de video acelerado por hardware (VPU). Tenemos ejemplos de c2player y kplayer que pueden reproducir videos 4K/UHD H.265 60fps sin problemas sobre el framebuffer de la salida HDMI del ODROID-N2.

El driver Linux de la GPU Mali G52 solo funciona sobre el framebuffer. Probamos la emulación PPSSPP y el sistema puede manejar el escalado x3 en una pantalla 4K muy bien con el VSYNC bien implementado. Habrá un driver Linux Wayland dentro de unos meses. Estamos trabajando intensamente en esta cuestión junto con Arm y Amlogic. Desafortunadamente, no existe un driver GPU X11 ya que ARM ya no tiene planes para dar soporte X11 en la GPU Bifrost. Esperamos que el driver de código abierto de Panfrost sea exportado a ODROID-N2 pronto.

Soporte de software – Android

El Android 9 Pie está listo y tenemos pensado lazar una completa BSP de código fuente junto con una imagen pre-configurada. En este momento, la zona de usuario de Android solo admite el sistema de 32 bits, mientras que el Kernel se ejecuta en modo 64 bits. Con el tiempo, intentaremos ofrecer un sistema Android de 64 bits con un driver GPU que soporte Vulkan, posiblemente dentro de unos cuantos meses.

Disponibilidad y precios

Empezaremos a venderlo a finales de marzo y el primer envío se realizará a principios de abril. No planes para aceptar pedidos con anterioridad. El coste del modelo de 2GB de RAM será de 63$ y el de 4GB de 79$.

Proceso de depuración

Hemos enviado algunas muestras de ingeniería a algunos de nuestros miembros más activos y amigables de la comunidad. ¡La fiesta está en marcha!

Especificaciones

Figura 21 – Tabla de especificaciones del ODROID-N2

Carcasa (Shield de plástico)

Puedes elegir entre dos colores: negro oscuro semitransparente o blanco claro. Su precio será de tan sólo 4$.

Figura 22 – Opción 1 de color de la carcasa del ODROID N2

Figura 23 – Opción 2 de color de la carcasa del ODROID N2

Figura 24 – Opción 3 de color de la carcasa del ODROID N2

Figura 25 – Opción 4 de color de la carcasa del ODROID N2

Figura 26 – Opción 5 de color de la carcasa del ODROID N2

Figura 27 – Opción 6 de color de la carcasa del ODROID N2

Pruebas de rendimiento adicionales

Hemos ejecutado otra prueba de rendimiento para testear la velocidad de compresión/descompresión del 7-zip (LZMA) con la misma cadena de herramientas GCC 6.3 en Debian.

Figura 28 – Compresión y descompresión usando Linux Debian

Como podemos ver, N2 es en torno al 20% más rápido que el N1, obviamente. Si hacemos overclocking en el N2, aumenta la velocidad en un 7% o 8%.

Figura 29 – Incremento adicional en el rendimiento del dispositivo con overclocking activado

Podemos decir que Unixbench aunque es antiguo continua siendo muy efectivo a la hora comparar el rendimiento. No obstante, necesitamos recurrir también a herramientas de pruebas de rendimiento más modernas como PTS (Phoronix Test Suite).

Analizaremos el rendimiento de la memoria más cuidadosamente en próximas semanas, ya que el problema de la memoria lenta del RK3399 parece solucionarse con un par de parches en el Kernel. No hemos testeado el kernel del ODROID-N1 desde que lo lanzamos hace varios meses. Creemos que la diferencia en el ancho de banda de la memoria puede ser insignificante y no del 35% como hemos visto anteriormente, si aplicamos los parches.

References

Foro: https://forum.odroid.com/viewtopic.php?f=176&t=33781 Páginas de la WiKi: https://wiki.odroid.com/odroid-n2/odroid-n2 Kernel Github: https://github.com/hardkernel/linux/tree/odroidn2-4.9.y U-boot Github : https://github.com/hardkernel/u-boot/tr … 2-v2015.01

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