计算性能与X86_64不分伯仲的ARM——友善之臂T4

评测 友善之臂
xukejing
发布时间: 2018-08-22
阅读: 4148

大家好,我是大家的老朋友——徐珂靖,今天又来上论坛一本正经地灌水了。
  
一直以来,小伙伴们都有这样的观念,X86_64处理器的强项是每个核心的多线程能力;ARM Cortex A系列内核处理器的强项是堆核心,一般是依靠多核而不是单核多线程。
   
过去,ARM的多核性能还是有些不尽如人意,总有玩家抱怨发生一核有难九核围观的惨案。

多核.JPG

  
当然,X86_64也可以堆核的,比如Intel至强处理器。

  

当然,再怎么堆,谁也堆不过老黄的“煤气灶”。

QQ图片20180821185608.jpg
  
不管怎么说。论性能,总是x86胜;论功耗,则ARM胜。比如现在的手机,就是很好的例子。这些手机大部分都是ARM平台的,性能够用,待机也够长。
  
其实,这些特性,在架构设计上,就已经被决定了。X86平台使用复杂指令集,面向高性能服务器和桌面计算机;ARM平台使用精简指令集,就只能做些低性能但是低功耗的产品。
  
事物总是在发展的,那么多年过去了,总会有些改变吧。
  
今天,我们就要来聊聊一款由友善之臂团队刚刚发布的板子NanoPC-T4,它搭载的处理器芯片是瑞芯微RK3399。
RK3399集成了两个A72核心和四个A53核心;
虽然是ARM平台,但是据说性能很厉害,秒天秒地,甚至能秒掉很多英特尔和AMD的X86处理器

NanoPC-T4-A01.jpg
  
友善之臂NanoPC-T4的主板,8月13日就到我实验室了。
但是来的只有一块带着亚克力保护架的主板,没有附带电源模块。

大家要注意,那个USB Typer-C是不能作为供电口启动板子的。

0板子到了.JPG
   
据友善之臂提供的资料显示,这次的新板子NanoPC-T4做了非常复杂的电源管理
从官方资料里发现,NanoPC-T4的USB接口、串口、以及40Pin GPIO接口上的5V接口只能做输出用。
所以,如果要把板子点亮,必须从那个DC座子供电。那个座子与友善之臂的上代产品NanoPC-T3的供电接口很像,是5.5x2.1mmDC接口。但是,供电电压与以往的NanoPC系列不一样,变成了12V。

电源.JPG
  
也许。。。友善之臂是想考验一下试用者的能力。。。。
  
好吧!!!     我接受挑战!!!

e35ae6830db3e4f4c5ccd0d8f2953d90.jpg
只要找个12V的开关电源模块,然后看着原理图,往DC座子的焊盘上飞线就可以了。
  
这种事,其实也不是第一次干了。。。。
   
但是友善之臂的技术小哥制止了我。

慢着.JPG
他说,这个板子上有不少对ESD敏感的IC,一旦因为用户操作不当而造成损坏,就不给保修了。
另外,电源已经在路上了(这点是关键)

我们为友善之臂团队的服务点个赞。

也给社区假管点个赞!!!!

QQ图片20180822160536.jpg
   
今天,第二个包裹到了。里面有12V电源适配器、散热片、wifi天线、红外遥控器和屏幕排线。

那就开始评测吧。
    
板子的核心就是中间那个RK3399处理器芯片,旁边是两颗DDR3内存芯片(共4G),和一颗eMMC闪存芯片(16G)。

2芯片是3399.JPG
  
WiFi和蓝牙模块用的是AP6356模块,支持802.11ac技术

3wifi是ap6356模块.JPG
802.11ac有另一个通俗的名字,也就是大众所熟知的5GHz WiFi。当然,这个跟高通和华为的5G通信技术不是一个概念。
Nano PC T4的5G无线网络是不需要付电话费的。
  
板子的详细硬件特性,列在下面(这些大家应该已经了解了,老司机可以跳过这段直入正题)
•        主控芯片: Rockchip RK3399
•        CPU: big.LITTLE大小核架构,双Cortex-A72大核(up to 2.0GHz)+四Cortex-A53小核结构(up to 1.5GHz)
•        GPU: Mali-T864 GPU,支持OpenGL ES1.1/2.0/3.0/3.1, OpenVG1.1, OpenCL, DX11, 支持AFBC(帧缓冲压缩)
•        VPU: 支持4K VP9 and 4K 10bits H265/H264 视频解码,高达60fps, 双VOP显示等视频编解码功能
•        电源管理单元: RK808-D PMIC, 搭配独立DC/DC, 支持动态调压, 软件关机, 按键开机, RTC唤醒, 睡眠唤醒等功能
•        内存: 双通道4GB LPDDR3-1866
•        Flash: 16GB eMMC 5.1 Flash
•        有线网络: 原生千兆以太网
•        Wi-Fi/蓝牙: 802.11a/b/g/n/ac, Bluetooth 4.1 双频Wi-Fi蓝牙模块, 双天线
•        视频输入: 1个或2个4线MIPI-CSI, 双ISP像素处理能力高达13MPix/s,支持双路摄像头数据同时输入
•        视频输出
•        HDMI: HDMI 2.0a, 支持4K@60Hz显示,支持HDCP 1.4/2.2
•        DP on Type-C: DisplayPort 1.2 Alt Mode on USB Type-C
•        LCD Interface: 一个eDP 1.3(4 线,10.8Gbps), 一个或2个4线MIPI-DSI
•        Audio Out: 3.5mm 双通道耳机接口, 或者通过HDMI输出
•        Audio In: 板载麦克风
•        USB 2.0: 2个独立的原生USB 2.0 Host A型接口
•        USB 3.0: 1个原生USB 3.0 Host A型接口
•        USB Type-C: 支持USB3.0 Type-C 和 DisplayPort 1.2 Alt Mode on USB Type-C
•        PCIe: 一个 M.2 M-Key PCIe x4 接口, 兼容PCIe 2.1, 双操作模式, 带有M.2 2280模块M3固定螺柱
•        microSD Slot x 1
•        40Pin GPIO 扩展接口:
•        2 X 3V/1.8V I2C, up to 1 x 3V UART, 1 X 3V SPI, 1 x SPDIF_TX, up to 8 x 3V GPIOs
•        1 x 1.8V I2S, 3 x 1.8V GPIOs
•        ADC: 提供3路 1.8V ADC 输入, 5 Pin 2.54mm 排针接口
•        调试串口: 4 Pin 2.54mm 调试串口, 3V电平, 波特率为1500000
•        按键: 电源按键, 复位按键, MASKROM按键(BOOT), 系统还原按键
•        LED: 1 x power LED and 1 x GPIO Controled LED
•        红外接收器: 板载红外接收器, 接受的载波频率为38KHz
•        RTC电池座子: 2 Pin 1.27/1.25mm RTC备份电池接口
  
我知道大家已经迫不及待了。
容我先贴个散热片。不加散热片,跑分时候容易发生超温降频。
处理器芯片上有实现整片芯片均热的铁壳,但是散热面积还不够大。
1收到.JPG

  

我们把导热胶给它糊上。

4放上导热胶.JPG

   

然后把散热片放上去(这步要注意方向,不要挡住麦克风

5安装散热片.JPG

  

WiFi天线也插上

6WiFi天线.JPG

  

盖上盖子

7盖上上盖.JPG

  

要注意的是,这款板子与树莓派、香橙派等不同,插上电源不会自动启动,需要按住开机键0.5秒才能触发启动。

8按开关上电.JPG

  
初次上电以后,我发现出厂带的系统是安卓。
我们给它换成友善之臂最新的Ubuntu18.04桌面系统吧(这个系统的介绍见文章最后的附注)
   

烧写eMMC时候,我们插上已经烧好eflash镜像的的SD卡,插上HDMI线,然后上电启动。(必须接HDMI显示器,因为是图形化操作的)

接HDMI.JPG

  

把SD卡里的系统通过eflash程序烧写到eMMC闪存,这一步全部是图形操作,用鼠标就可以了。

烧写最新固件.JPG

  
系统烧好了。
先试一下H264硬件解码。很流畅,CPU占用很低。
这个毫无悬念的,因为Mali 400系列的GPU都已经可以硬解了,更何况RK3399芯片搭载的GPU是Mali 864。
硬解h264.JPG
  

看一下系统综述,Ubuntu18.04系统,处理器是4核A53+2核A72,内存4G。

系统综述.JPG

  

有小伙伴对处理器频率感兴趣,那么我们也看一下吧。

其中,4个A53核心的频率是1.416GHz,2个A72核心的频率是1.8GHz

4个a53和2个a72.JPG

  

系统待机温度不错,无风冷,被动散热条件下,只有43度。

系统温度43.JPG

  
我们要做下面几个测试。我知道图片有些糊,因为把显示器屏幕的条纹也拍出来了。

大家只要关注文字就可以了,后续的每个图片,我都会用文字描述一下。

要做的测试.JPG

  

第一个测试是Blowfish文件加密性能,值越低越好。见证奇迹吧,这个RK3399与一些双核X86处理器较量起来也不吃亏啊,甚至快跟4核X86平起平坐啦。

blowfish.JPG

  

第二个测试是哈希算法性能,值越高越好。再次见证奇迹吧,列表里所有双核X86都被秒了。

CryptoHash.JPG

  
第三个测试是斐波那契数列推导,值越低越好。这次真的出奇迹了,列表里所有X86都被秒了,不管是单核、双核还是四核。

看来RK3399在做斐波那契数列推导这种整数加法运算上确实有很大的优势。

斐波那契数列推导.JPG

  

第四个测试是国际象棋的N皇后问题推导,值越低越好。这次,RK3399的分数夹在众多X86之间,也是一点都不吃亏啊。

NQueens.JPG

  

第五个测试是Zlib压缩,值越低越好。成绩上来看确实很厉害,分数与最末名差了四个数量级。相当于PowerPC要干10年才能完成的工作,RK3399一天就搞定了。

zlib.JPG

  

第六个测试是浮点单元测试的快速傅里叶变换测试,值越低越好。依然是出人意料的,RK3399竟然再次与众多双核X86平起平坐,一点也不吃亏。

快速傅里叶变换.JPG

  

第七个测试是浮点单元测试的光线追踪算法测试,值越低越好。结果同上,与众多双核X86平起平坐;甚至成绩还秒杀了一个AMD四核处理器,真是太厉害了。

光线追踪.JPG

   
小结:今天的这个测试确实非常出人意料,特别是那两个FPU的测试。如果是整数运算类型的测试,比如素数查询算法,X86确实没多大优势(去年已经发现全志H5都快赶上英特尔I7了)。但是浮点计算,这原本是X86的强项,现在ARM竟然也能在这方面与X86一较高下啦。这都归功于新内核Cortex A72,每两个A72核心的算力大约与一个X86的英特尔至强服务器核心相当。
    

去年我在云汉测试各种树莓派、香橙派和NanoPi的时候,曾发现这些ARM平台在做浮点计算时候的性能被X86甩出了几条街。主要原因还是A7、A53的浮点计算能力确实不太好。

  

这次的RK3399,最大的亮点就是那两个A72核心,算力已经与x86已经不分伯仲了。
  
  
附注:上面的测试,用的是友善之臂最新的桌面版系统
2018年8月20日更新的友善之臂ubuntu 18.04
FriendlyDesktop 18.04 for RK3399,主要特性
1) 带X桌面 LXDE,基于64位Ubuntu 18.04系统构建,支持OpenGL ES加速,支持硬解播放
2) 支持SD卡启动运行,支持TF卡刷机或Type-C刷机
3) 完全保留FriendlyCore 18.04 for RK3399的特性,集成带GPU和VPU加速的Qt 5.10.0
4) 内置开源硬解的4K视频播放器 QtVideoPlayer(Menu->Sound & Video->Qt5-VideoPlayer)
5) 内置 QtCreator IDE,Arduino 和 Scratch等流行开发和学习工具,开箱即用
6) 支持双屏异显 (可选择eDP/DP/HDMI 任意两路同时输出)
7) 支持eDP电容触摸屏 (HD702E)
8) 支持AP6356S无线模块 (802.11 a/b/g/n/AC,BLE4.0)
9) 支持升兆以太网即插即用
10) 支持 OpenCV 3.4 一键安装 (详见https://github.com/friendlyarm/install-opencv-on-friendlycore)
11) 内置gcc版本:7.3.0
12) 内核版本:4.4.138
附下载链接:http://dl.friendlyarm.com/nanopct4


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