不负众望--64位板卡树莓派3评测
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小麦克
- LV4工程师
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| 2016-04-10 22:12:59
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不负众望--树莓派3评测
树莓派3出来一段时间，大家对3已经不陌生了。树莓派3主要提升了CPU性能，添加了WiFi和蓝牙，使用更加方便。今天我们来深入了解一下。
一、初印象
外包装没有大的变化，简单大气的3代表这是最新版本的树莓派。
内部自带了一份多国语言的安全使用手册，一份多国语言的使用说明书，另外加一块我们今天的主角：树莓派3
和树莓派2对比
CPU性能提升了，发热量也比前代高了不少，加上散热片让小P凉爽一点。
二、硬件接口
树莓派3外观大小和接口跟之前的2代基本一样，向前兼容保证了之前的外设还可以继续使用。由于加入了板载WiFi和蓝牙天线，SD卡槽位置还是有些许差别。
和树莓派2相比，树莓派3不同之处
CPU: Broadcom BCM2837 1.2GHz 64bit 四核A53(ARMv8) CPU，一级缓存32kB，二级缓存512kB
GPU: 400MHz双核VideoCore IV GPU，3D core核心频率300MHz，比之前的250MHz高出50MHz
BCM43438集成802.11n无线网卡，蓝牙4.1，低功耗蓝牙BLE
板载天线，信号还行
和树莓派2相同，树莓派3包含40针GPIO
HDMI 1.4接口，同时支持视频和音频输出
和之前的版本一样，USB和10/100M Ethernet通过LAN9514共享带宽
四个USB接口（树莓派3有更好的电源管理，能带动更大功耗的设备）
CSI摄像头接口
DSI显示接口
Micro SD卡槽
系统内存1GB LPDDR2
功耗
手上没有测试功耗的设备，根据官方公开的资料显示RPi3待机电流0.31A，满载电流0.58A，而RPi2的待机电流0.26A，满载电流0.42A，功耗稍微变大。
三、系统
最新镜像下载地址
官方现在还提供了lite版本，zip压缩文件大小为284MB，比全功能版的1.3GB小了不少。解压下来最小使用4GB SD卡安装。
下载到SD卡的方法和之前一样，如有疑问请参考我之前的帖子。
安装好系统，将SD卡插入树莓派，上电（树莓派3对电源要求较高，我使用的是2.1A，目前还算稳定）
插上有线，在路由器上查看IP地址，ssh登录和之前没有差别，默认的用户名pi，密码raspberrypi
使用小容量SD的有福了，lite版本去掉了桌面相关的内容，整个系统占用才859MB，4GB的SD卡基本上够用了。
64位CPU与32位系统
虽然RPi3采用了64bit的CPU，但是官方提供的镜像其实还是32位的系统，理论上给RPi做一个64位的系统性能会有15~30%的提升，但是单独做一个全新的系统会提升成本，也不利于维护。”虽然是64位CPU，但是我们把它看成一个更快的32位CPU”Eben如是说。
不仅仅是RPi3，很多采用64bit CPU的系统运行在32bit模式下，比如流行的Andriod。
想进一步了解的点击这里
ARM处理器架构历史演化图：ARMv8集成了之前的各种技术特性，尤其是兼容ARMv7-A的关键特性。
ARMv8完全向下兼容现有的32位ARMv7软件，而且运行于ARMv8上的64位操作系统也可以简单、高效地支持现有的32位软件。但愿向下兼容不会成为ARM的累赘。
进一步了解ARMv8架构，可以参考这个文件
四、CPU性能评测
参考官网
https://www.raspberrypi.org/magpi/raspberry-pi-3-specs-benchmarks/
CPU性能是我们最关心的部分，利用开源工具sysbench分别测试树莓派2和树莓派3单线程和多线程性能，通过计算0到20000中最大的素数所用的时间。
首先安装sysbench
sudo apt-get install sysbench
单线程性能测试
sysbench --test=cpu --cpu-max-prime=2000 run
树莓派2
树莓派3
树莓派3单线程性能比树莓派2提升45%左右，除去CPU频率差异33%（900MHz VS 1200MHz），提升12%左右，还是不错的。
多线程性能测试
sysbench --num-threads=4 --test=cpu --cpu-max-prime=20000 run
树莓派2测试结果
树莓派3测试结果
多线程性能树莓派3比树莓派2提升51%
通过以上两个对比测试，我们大概了解了树莓派3的单线程和多线程性能。
官方提供了更加丰富的测试报告，原文地址
GPIO性能测试，提升幅度明显
Quake III游戏性能测试，这款游戏对CPU的性能非常敏感
浮点性能测试
整数性能测试
功耗测试，毫无疑问树莓派3功耗最大，如果按照平均2W的功耗，一年也才18度电，基本可以忽略不计。
五、无线网络测试
1）使用WiFi
查看周围的无线网络
sudo iwlist wlan0 scan
找到你家无线路由器名字，下面要用到。
编辑文件wpa_supplicant.conf
sudo nano /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf
在文件的最后加上上面找到的WiFi名称，并填入路由器密码
关闭WiFi
sudo ifdown wlan0
打开WiFi
sudo ifup wlan0
重新查看网络状态，如果配置成功，则能成功续订到IP地址
ifconfig
为了防止影响无线测试，我这里暂时先关掉eth0
2）无线速度测试
查看WiFi信号强度
sudo iwconfig wlan0
树莓派3离路由器2米左右，连接路由器，随便下载了一个文件，简单的测试了一下速度，满速（10Mbps宽带）。
六、蓝牙测试
1）蓝牙使用
转载FishXX的文章
一、升级安装蓝牙相关软件包
sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade -y
sudo apt-get dist-upgrade -y
sudo apt-get install pi-bluetooth bluez bluez-firmware blueman
二、最关键一点：添加当前用户到蓝牙组，否则无法在进入蓝牙模式后输入命令。
sudo usermod -G bluetooth -a bruce
笔者对蓝牙应用不熟，具体的就不深入了，感兴趣的自己研究吧。
七、小结
本文介绍了树莓派3最新特性，重点测试了CPU性能，从测试来看，树莓派3的CPU性能快的不要不要的，从安装软件的速度也可以看出。另外这款64位CPU的发热量也不是盖的，加了散热片在满负荷跑时很烫手。
另外，虽然树莓派3使用的是64bit CPU，但是现有系统只是把它当成更快的32bit CPU而已，没有完全发挥这块CPU的最大性能，但是这样的折中方案能极大的降低维护成本，在目前看来不失一种好的解决方案。我们相信树莓派基金会在时机成熟时推出64位系统，树莓派3的64位CPU优势将会完全发挥出来。之前版本的树莓派为了方便联网需要单独购置USB WiFi，不仅占用接口资源，稳定性也得不到保证，这次官方正好解决了这个痛点。另外一同加入的还有低功耗蓝牙，让我们对树莓派的物联网应用多了份期待。可以这么说，树莓派的此次更新更是众望所归，是众多极客们的福音！
树莓派3 Raspberry Pi 3购买链接
不负众望--树莓派3评测
树莓派3出来一段时间，大家对3已经不陌生了。树莓派3主要提升了CPU性能，添加了WiFi和蓝牙，使用更加方便。今天我们来深入了解一下。
一、初印象
外包装没有大的变化，简单大气的3代表这是最新版本的树莓派。
内部自带了一份多国语言的安全使用手册，一份多国语言的使用说明书，另外加一块我们今天的主角：树莓派3
和树莓派2对比
CPU性能提升了，发热量也比前代高了不少，加上散热片让小P凉爽一点。
二、硬件接口
树莓派3外观大小和接口跟之前的2代基本一样，向前兼容保证了之前的外设还可以继续使用。由于加入了板载WiFi和蓝牙天线，SD卡槽位置还是有些许差别。
和树莓派2相比，树莓派3不同之处
CPU: Broadcom BCM2837 1.2GHz 64bit 四核A53(ARMv8) CPU，一级缓存32kB，二级缓存512kB
GPU: 400MHz双核VideoCore IV GPU，3D core核心频率300MHz，比之前的250MHz高出50MHz
BCM43438集成802.11n无线网卡，蓝牙4.1，低功耗蓝牙BLE
板载天线，信号还行
和树莓派2相同，树莓派3包含40针GPIO
HDMI 1.4接口，同时支持视频和音频输出
和之前的版本一样，USB和10/100M Ethernet通过LAN9514共享带宽
四个USB接口（树莓派3有更好的电源管理，能带动更大功耗的设备）
CSI摄像头接口
DSI显示接口
Micro SD卡槽
系统内存1GB LPDDR2
功耗
手上没有测试功耗的设备，根据官方公开的资料显示RPi3待机电流0.31A，满载电流0.58A，而RPi2的待机电流0.26A，满载电流0.42A，功耗稍微变大。
三、系统
最新镜像下载地址
官方现在还提供了lite版本，zip压缩文件大小为284MB，比全功能版的1.3GB小了不少。解压下来最小使用4GB SD卡安装。
下载到SD卡的方法和之前一样，如有疑问请参考我之前的帖子。
安装好系统，将SD卡插入树莓派，上电（树莓派3对电源要求较高，我使用的是2.1A，目前还算稳定）
插上有线，在路由器上查看IP地址，ssh登录和之前没有差别，默认的用户名pi，密码raspberrypi
使用小容量SD的有福了，lite版本去掉了桌面相关的内容，整个系统占用才859MB，4GB的SD卡基本上够用了。
64位CPU与32位系统
虽然RPi3采用了64bit的CPU，但是官方提供的镜像其实还是32位的系统，理论上给RPi做一个64位的系统性能会有15~30%的提升，但是单独做一个全新的系统会提升成本，也不利于维护。”虽然是64位CPU，但是我们把它看成一个更快的32位CPU”Eben如是说。
不仅仅是RPi3，很多采用64bit CPU的系统运行在32bit模式下，比如流行的Andriod。
想进一步了解的点击这里
ARM处理器架构历史演化图：ARMv8集成了之前的各种技术特性，尤其是兼容ARMv7-A的关键特性。
ARMv8完全向下兼容现有的32位ARMv7软件，而且运行于ARMv8上的64位操作系统也可以简单、高效地支持现有的32位软件。但愿向下兼容不会成为ARM的累赘。
进一步了解ARMv8架构，可以参考这个文件
四、CPU性能评测
参考官网
https://www.raspberrypi.org/magpi/raspberry-pi-3-specs-benchmarks/
CPU性能是我们最关心的部分，利用开源工具sysbench分别测试树莓派2和树莓派3单线程和多线程性能，通过计算0到20000中最大的素数所用的时间。
首先安装sysbench
sudo apt-get install sysbench
单线程性能测试
sysbench --test=cpu --cpu-max-prime=2000 run
树莓派2
树莓派3
树莓派3单线程性能比树莓派2提升45%左右，除去CPU频率差异33%（900MHz VS 1200MHz），提升12%左右，还是不错的。
多线程性能测试
sysbench --num-threads=4 --test=cpu --cpu-max-prime=20000 run
树莓派2测试结果
树莓派3测试结果
多线程性能树莓派3比树莓派2提升51%
通过以上两个对比测试，我们大概了解了树莓派3的单线程和多线程性能。
官方提供了更加丰富的测试报告，原文地址
GPIO性能测试，提升幅度明显
Quake III游戏性能测试，这款游戏对CPU的性能非常敏感
浮点性能测试
整数性能测试
功耗测试，毫无疑问树莓派3功耗最大，如果按照平均2W的功耗，一年也才18度电，基本可以忽略不计。
五、无线网络测试
1）使用WiFi
查看周围的无线网络
sudo iwlist wlan0 scan
找到你家无线路由器名字，下面要用到。
编辑文件wpa_supplicant.conf
sudo nano /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf
在文件的最后加上上面找到的WiFi名称，并填入路由器密码
关闭WiFi
sudo ifdown wlan0
打开WiFi
sudo ifup wlan0
重新查看网络状态，如果配置成功，则能成功续订到IP地址
ifconfig
为了防止影响无线测试，我这里暂时先关掉eth0
2）无线速度测试
查看WiFi信号强度
sudo iwconfig wlan0
树莓派3离路由器2米左右，连接路由器，随便下载了一个文件，简单的测试了一下速度，满速（10Mbps宽带）。
六、蓝牙测试
1）蓝牙使用
转载FishXX的文章
一、升级安装蓝牙相关软件包
sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade -y
sudo apt-get dist-upgrade -y
sudo apt-get install pi-bluetooth bluez bluez-firmware blueman
二、最关键一点：添加当前用户到蓝牙组，否则无法在进入蓝牙模式后输入命令。
sudo usermod -G bluetooth -a bruce
笔者对蓝牙应用不熟，具体的就不深入了，感兴趣的自己研究吧。
七、小结
本文介绍了树莓派3最新特性，重点测试了CPU性能，从测试来看，树莓派3的CPU性能快的不要不要的，从安装软件的速度也可以看出。另外这款64位CPU的发热量也不是盖的，加了散热片在满负荷跑时很烫手。
另外，虽然树莓派3使用的是64bit CPU，但是现有系统只是把它当成更快的32bit CPU而已，没有完全发挥这块CPU的最大性能，但是这样的折中方案能极大的降低维护成本，在目前看来不失一种好的解决方案。我们相信树莓派基金会在时机成熟时推出64位系统，树莓派3的64位CPU优势将会完全发挥出来。之前版本的树莓派为了方便联网需要单独购置USB WiFi，不仅占用接口资源，稳定性也得不到保证，这次官方正好解决了这个痛点。另外一同加入的还有低功耗蓝牙，让我们对树莓派的物联网应用多了份期待。可以这么说，树莓派的此次更新更是众望所归，是众多极客们的福音！
树莓派3 Raspberry Pi 3购买链接
BT不会用，需要研究研究
从两天试用来看，这个无线还是相当稳定的