Compute Module 3
В апреле 2014 года Raspberry Pi Foundation выпустила первую версию вычислительного модуля Compute Module (CM1). Он был основан на процессоре BCM2835 оригинального мини-компьютера Raspberry Pi. С тем же процессором эта плата была гораздо меньше по размеру: примерно такая же, как планка ОЗУ для ноутбука. Собственно, модуль выполнен именно в форм-факторе DDR2 SODIMM для ноутбука. На плате исчезли все разъёмы и гребёнка контактов, остались только процессор, ПЗУ и ОЗУ.
С выпуска оригинальной модели прошло почти три года. За это время свет увидели ещё два поколения Raspberry Pi, с каждым разом всё большей производительности. Так что сейчас пришло время для обновления вычислительного модуля: встречаем Compute Module 3, обратно совместимый с CM1.
Изначально предполагалось, что с помощью такого «вычислительного модуля» и платы расширения сторонние разработчики могут создавать более функциональные системы, чем сам Raspberry Pi, почти полноценные ПК. Или наоборот, его можно использовать в устройствах, где функциональность и габариты Raspberry Pi излишни. В общем, в разработке всяких нестандартных изделий.
Compute Module получил заслуженное признание и популярность. Его применяли для разработки разнообразных приборов, в том числе в Интернете вещей и промышленных роботах. Вычислительный модуль даже отправили в космос в составе миниатюрных спутников CubeSat. Маленькие дешёвые компьютеры доказали, что могут надёжно работать в условиях облучения космической радиациией. Под управлением CM1 спутники успешно справлялись с задачей обнаружения друг друга и выполняли различные маневры, в том числе по уклонению от столкновений и стыковке. Для маневров применялись лидары или сенсоры Microsoft Kinect.
Структура микроспутника MirrorSat
Compute Module 3 основан на аппаратном обеспечении Raspberry Pi 3. У него вдвое больше оперативной памяти и примерно вдесятеро большая производительность, чем у оригинального модуля.
Всего выпущено две версии Compute Module 3: стандартная и облегчённая.
Стандартный CM3
Процессор: BCM2837 с тактовой частотой до 1,2 ГГц
ОЗУ: 1 ГБ
Флеш-память: 4 ГБ eMMC (встроено)
Облегчённый CM3L
Процессор: BCM2837 с тактовой частотой до 1,2 ГГц
ОЗУ: 1 ГБ
Флеш-память: интерфейс для карт SD
Как видим, облегчённая версия отличается только отсутствием флеш-памяти на модуле. Но интерфейс остался, так что SD или eMMC можно подключить при необходимости. На фотографии показана обратная сторона обоих модулей: слева стандартный CM3, справа — CM3L (Light).
В числе первых Compute Module 3 применила в своих продуктах компания NEC, которая использовала его в широкоэкранных дисплеях нового поколения. Такие дисплеи с диагональю до 96" предназначены для использования в публичных местах: школах, офисах, магазинах, на вокзалах и т.д.
Compute Module 3 в дисплее NEC
Это лишь один пример промышленного использования CM3. Вычислительные модули наверняка найдут применение и в других сферах, как и модули первого поколения CM1, надеются в Raspberri Pi Foundation. Любая группа энтузиастов в гараже может применять такие же технологии, какие доступны крупной корпорации вроде NEC. В то же время им не нужно заморачиваться техническими деталями вроде распиновки процессора или высокоскоростным интерфейсом памяти, энергообеспечением компьютера. При подключении к простой плате расширения все внешние интерфейсы работают «из коробки». Модуль использует стандартный форм-фактор оперативной памяти для ноутбука DDR2 SODIMM, такие разъёмы поддерживаются несколькими производителями, они недороги и легко доступны.
По размеру CM3 практически идентичен CM1, он только на 1 мм выше. Разъём тот же. С аппаратной точки зрения разница лишь в большем энергопотреблении процессора (VBAT). При большой нагрузке он сильно греется.
По традиции, вместе с модулем представлены и референсные платы расширения, скорее в демонстрационных и образовательных целях. Вероятно, такие платы удобно использовать для экспериментов с CM3 перед конструированием и выпуском собственной платы.
Плата Compute Module IO Board V3 (CMIO3) обеспечивает модулю необходимое питание и даёт возможность программировать флеш-память (в стандартной версии) или использовать SD-карты (в облегчённой), даёт более простой доступ к интерфейсам процессора (штырьковая колодка и коннекторы, как в RPi). Здесь есть интерфейсы HDMI и USB.
Референсная плата CMIO3 совместима с модулями первого поколения, а также с новыми CM3 и CM3L.
Полная техническая информация и CM3 опубликована в разделе документации:
- Спецификации
- Блок-схемы
- Конструкторские файлы CMIO и плат расширения камеры/дисплея
- Руководство по проектированию для Compute Module
- Перезапись встроенной флэш-памяти eMMC с использованием платы Compute Module IO Board
- Подключение периферийных устройств к вычислительному модулю
- Подключение камеры Raspberry Pi
- Подключение официального 7-дюймового дисплея
Цена
CM3 и CM3L продаются по $30 и $25, соответственно (без учёта налога и доставки). Цена действует как для розничных, так и для оптовых покупок.
Одновременно стоимость первого CM снижена тоже до $25. Для некоторых задач уменьшенное энергопотребление может быть важнее, чем мощность, так что CM1 найдёт своего покупателя.
Партнёрские магазины RS и Premier Farnell предлагают полные комплекты для разработчика, которые включают всё необходимое для начала работы с Compute Module 3.
element14
RS Components
Плата расширения продаётся отдельно за ?96 (примерно $116).
Комментарии (57)
DarkTiger
17.01.2017 17:13+1Насчет «вдесятеро большей производительности» — надо бы поосторожней. «Производительность» — это такое слово, вроде «счастье», «хороший программист» и тому подобных.
Чип у CM3 BCM2837, такой же, как у Raspberry Pi3 — не ошибаюсь? Лень нырять в спеку по BCM2837 и смотреть, что там значат буковки после цифр в названии процессора :) Но вряд ли что-то кардинально отличное. Память та же, LPDDR2, да и DDR4 ситуацию изменит не сильно.
Теперь по CM1. Процессор в нем такой же, как в Raspberry Pi Model A — BCM2835.
Все это я к тому, что мы можем, без особой погрешности, сравнивать между собой не модули, а самый первый Raspberry Pi Model A и Raspberry Pi 3. Согласны?
А теперь — видеоотчет о сравнении производительности всех Raspberry. Добавить тут, в общем, нечего. Какие десять раз… там и двух нет. Графика если только :)
DrSavinkov
17.01.2017 17:16+1В синтетических тестах чего только не происходит, на радость маркетологам ;)
gsaw
17.01.2017 19:06В этих тестах, кроме последнего производительность CPU меньше влияет на тест, чем скорость работы с флешкой и объем памяти.
А вот в последнем тесте скорость загрузки из интернета более чем в 10 раз выше. 5 секунд против минуты с чем то. Тут и работа с изображениями и XML и javascript.DarkTiger
17.01.2017 19:55-1Мы таки о скорости загрузки из интернета, или все же о производительности? А то получается, что мои ноуты, с разницей выпуска в 10 лет, имеют отличия в производительности 5%, если судить по скорости загрузки страниц youtube.
И потом — как человек, вынужденный работать с Chromium на RPi в самом начале, могу сказать, что ужаснее ничего нет :) Не самый лучший порт браузера. Я не понимаю, почему FF работает в разы быстрее на RPi, но это так. Поэтому первым делом, после поднятия сети — sudo apt-get install firefox :)Alexey2005
17.01.2017 20:39+3Это Firefox-то быстрый?! Да он даже на Raspberry Pi 3B тормозит так, что это далеко от понятия «комфортная работа».
Поэтому первым делом sudo apt-get install links2. Значительную часть именно сайтов (не сервисов!) читать в нём вполне можно, тот же Stackoverflow или Хабр к примеру. Даже с картинками. И есть куча удобных функций, например по щелчку мгновенно остановить загрузку всего, что связано с сайтом. А не как в FF/Chrome, когда хоть 5 раз нажми на стоп, а страница всё одно продолжает что-то из скриптов подтягивать да картинки прогружать.
Затем устанавливаем отдельные приложения для всего, что связано с Интернет-сервисами. Например, я использовал консольный rss-агрегатор newsbeuter (очень удобно), напоминалку reminder и почтовый клиент. Причём к почтовику за месяц безвылазного сидения на RPi привык настолько, что потом и на десктопе поставил Sylpheed — ничего лишнего и ни малейших тормозов с подлагиваниями, как у почтовых веб-сервисов. Ещё и все ящики в одной программе.
Если же нужен полноценный браузер, то из всех опробованных мной в плане скорости с огромным отрывом вырывается вперёд браузер из комплекта kweb Suite, представляющий собой сборку на основе Webkit. Там же, кстати, заодно имеется и GUI-обёртка над omxplayer, хотя этот плеер нужен только для просмотра в HD-качестве, а всякую мелочёвку и так смотреть можно.
Вот что меня реально удивило, так это отсутствие нормальных мессенджеров под RPi. Тот же Telegram там отсутствует и даже плагины под Pidgin пришлось собирать самостоятельно, причём предварительно поправив код. И информации по сборке всего этого в сети практически нет, как будто никто в целом мире даже не пытался ставить такое.DarkTiger
18.01.2017 02:19Читаем внимательнее. Не «быстрый», а «в разы быстрее Chromium». Есть разница. Вы, как я понял, тоже к фанатам Chromium не относитесь :)
По поводу остального — спасибо, многого не знал. Я-то RPi использую в основном для работы с логгированием и последующей эмуляцией всяких железяк, уж больно он с GPIO шустро работает. Но да, никак руки не доходят написать свой post-install script в одну строчку, с набором «блаародного джентльмена» :)
instalator
18.01.2017 07:16+1А утекшую оперу не пробовали на RPi? Если сравнить с FF и Chromium интересно быстрее или медленнее?
Alexey2005
18.01.2017 19:59+1Чтобы попробовать, её сначала собрать надо, причём под ARM-архитектуру. Вряд ли это будет так уж просто, тем более что на RPi собираться будет очень долго, а если на ББ пробовать, то это придётся кросс-компиляцией заниматься, что само по себе тот ещё кошмар.
a5b
19.01.2017 02:20+1Уже собрали:
https://geektimes.ru/post/284588/#comment_9816332 iSage 15 января 2017 в 21:12
В общем, я собрал это дело для raspberry pi… Патчи… Если собирать на железке, то нужен свап на пару гигов и много терпения, ибо собирается больше суток КПДВ: http://is2.4chan.org/g/1484503794169.png
Alexey2005
18.01.2017 19:57Пробовал подключать различные устройства (прежде всего часы реального времени на DS3231N) к RPi 3B по I2C, но там почему-то сразу начинаются проблемы со стабильностью. Похоже, попросту не тянет по питанию и запитывать нужно не от самого GPIO, а отдельно.
Что же до скорости, то узкое место RPi — это чудовищно низкая скорость работы с SD-картой. Даже внешний USB-накопитель показывает гораздо лучшие результаты. Поэтому всё, что уменьшает количество I/O-операций, очень сильно поднимает скорость работы. В случае с браузерами, уменьшение кэша до минимально возможного размера сразу положительно сказывается на скорости.
Наибольший прирост производительности на RPi удаётся получить за счёт отключения журналирования, после этого загрузка тех же браузеров идёт куда шустрее. А если ещё и разогнать кардридер, то это добавочная прибавка к скорости, в частности от включения до окончания загрузки Raspbian проходит на 20% меньше времени.
После этого на RPi 3B можно устанавливать тяжеловесный софт. Я например ради интереса WebStorm развернул, и там даже после некоторого тюнинга вполне возможно работать, хоть и подлагивает прилично.DarkTiger
18.01.2017 22:22Ну, не знаю насчет питания. Вряд ли проблема в этом, там довольно мощный источник — если, конечно, RPi не от USB порта компьютера питать. Или шнур китайский, с сечением 0.1мм — зарядить телефон еще можно, а вот на ВЧ бросках питания получаются проблемы
Можно, в принципе, порезать положительный провод питания в USB шнуре, всобачить туда резистор 0,1-0,2 Ом и посмотреть осциллографом падение напряжения на нем, чтобы точно узнать, где бяка. Или, для начала, бросить питание через резистор побольше на Вашу платку с I2C и посмотреть там.
А насчет IO операций — да. И виртуальный диск в памяти не создашь, потому что ее мало :)
hzs
18.01.2017 08:52Напоминалка reminder случайно не жёлтый колобок/смайлик в систрее?
Alexey2005
18.01.2017 20:01Нет, жёлтый колобок — это скорее всего Indicator Reminder.
Тут же речь идёт о консольной напоминалке.
bzzz00
17.01.2017 23:21по-крайней мере во время загрузки очень сильно упирается в sdcard. утверждение было про CPU.
beeruser
18.01.2017 00:58>> Но вряд ли что-то кардинально отличное
Свежее (энергоэффективное) 64-битное ядро Cortex-A53 против древнего ARM11?
Ну да, ничего кардинального =)
>> А теперь — видеоотчет о сравнении производительности всех Raspberry.
Если у вас однопоточное приложение упирающееся в IO, естественно разница не будет велика.
Когда дело касается производительности, in-order процессоры требуют генерации кода под конкретный процессор.DarkTiger
18.01.2017 12:55Кардинально отличное — я имел в виду версии BCM2837 на CM3 и RPi3.
Мы сейчас говорим о производительности процессора или о производительности платы?
Да, CM3 будет производительнее в 10 раз, но на очень узком классе задач — считать информацию с GPIO, распараллелить ее обработку между ядрами процессора каким-то чудесным образом, обсчитывать все на регистрах (ну хорошо — в кеше) и выдавать результат на GPIO же.
Как только мы начинаем работать с памятью, не говоря уже про все остальное — ни о каком ускорении в 10 раз уже и речи не идет.
Это все равно, что купить спортивный Мерс, чтобы добираться в Москве на работу быстрее.beeruser
18.01.2017 21:36+1Я сам не измерял, но на основании http://www.roylongbottom.org.uk/Raspberry%20Pi%20Benchmarks.htm
память в RPi3 работает в ~5 раз быстрее чем в первой версии.
Лично меня RPi интересует в качестве компьютера, а не как GPIO контроллер.
AlexPu
17.01.2017 17:20+1Смушает цена на плату расширения, но в целом прогресс радует!
DarkTiger
17.01.2017 18:47+2Плата расширения особо никому не нужна, проще купить Raspberry Pi 3 и подцепляться к GPIO. А те, кто делают более-менее серьезные вещи на этом модуле, и 300$ не испугаются — один день работы инженера.
Если бы модуль CM3 пошел в массы, плату расширения моментально клонировали бы китайцы и сделали ее цену копеечной — как это сейчас происходит с платами расширения для «полноформатных» RPi. У меня, например, лежит на столе такая для RPi, 4$. Но, судя по отсутствию клонов плат расширения для первого модуля СМ1, спроса на них большого нет.lingvo
19.01.2017 17:30Спроса нет на плату расширения или на модули СМ1-СМ3?
DarkTiger
20.01.2017 02:13Мне кажется (уже осторожно говорю, заклевали ) нет спроса на платЫ расширения. Точнее, это Evaluation Kit, а не плата расширения. Сами модули-то наверняка запатентованы, недаром даже китайцы не пытаются внаглую копировать RPi. Хотя ту же Ардуину только ленивый не клонирует.
А вот запатентовать интерфейс CM1-3 не то чтобы нельзя, но глупо — это сократит число потребителей CM3. Поэтому ничто не мешает китайцам скопировать плату расширения, поставив туда свои аналогичные чипы, или добавить-убрать периферию. Но я чего-то не вижу на Aliexpress этих плат. А вот для RPi — море шилдов.beeruser
20.01.2017 07:01>> недаром даже китайцы не пытаются внаглую копировать RPi
А они и не могут — китайцам просто так чипы никто не продаст.
DarkTiger
20.01.2017 14:09Как-то не могу себе представить, чтобы Broadcom отказался продать пару сотен тысяч чипов :) Китай вроде не под санкциями, а проблемы китайцев с владельцами IP RPi — это проблемы китайцев, а не Broadcom. В конце концов, можно просто взять любой последний процессор из их линейки, чтобы был совместим на уровне бинарников, необязательно 2837, и все, права не нарушены.
По слухам, RPi — это вообще некоммерческий проект, поддерживаемый Broadcom, чтобы на халяву готовить инженеров для работы с их чипами :)beeruser
20.01.2017 14:16>> Как-то не могу себе представить, чтобы Broadcom отказался продать пару сотен тысяч чипов
На сторону не продают, только своим сборщикам. Официально RPi делают в UK, PRC и Китае.
>> некоммерческий проект, поддерживаемый Broadcom
Это не секрет
SunX
20.01.2017 14:18На уровне бинарников [почти] совместима та же Orange Pi (и там и там арм, так что все так же). Ну кроме видео =). Вообще мне, честно говоря совершенно не понятна Позиция Alwinner (А заодно и Freesacale) — Почему они так жлобят все, что можно зажлобить? Они же процессоры продают, на которых только линукс и работает. А линукс в итоге работает хреново, потому что производитель чипа все спрятал и людям приходится заниматься реверс-инжинерингом, что бы добавить в актуальные ядра поддержку той или иной фичи чипа.
lingvo
20.01.2017 13:06Спроса нет и логично не будет, потому что Evaluation Kit предназначается для разработчиков. Их выпускают для того, чтобы разработчик мог быстро оценить функциональности какого либо чипа или модуля, прежде чем затрачивать большие усилия на проектирование своего изделия на этом чипе или модуле. Простых конечных пользователей Evaluation Kit не будет интересовать, так как во первых EK имеет неказистый виде в виде платы, кучи разъемов — так как разработчки чипа или модуля стремятся продемонстрировать как можно больше возможностей в ущерб удобству. Во вторых там будет куча тестовой периферии, чтобы разработчик мог четко проверить свои наработки. Часто даже бывает поле для пайки.
Поэтому ничто не мешает китайцам скопировать плату расширения, поставив туда свои аналогичные чипы, или добавить-убрать периферию. Но я чего-то не вижу на Aliexpress этих плат.
Ну и в-третьих потому что для широкого спроса такая «плата расширения» уже есть — это и есть сам RPi 3 в привычном нам формате. Зачем ее клонировать, если она и так стоит копейки?
webself
17.01.2017 20:59В свете появления платок с ценой до $10 малинки за 25-35 баксов выглядят уже не так красиво.
dlinyj
17.01.2017 21:43Что за платки?
webself
17.01.2017 22:37Orange Pi Zero, например. С вайфаем на борту.
Реально доступна к покупке, в отличие от RPi Zero.
sleeply4cat
17.01.2017 22:50+1У OrangePi большие проблемы с
аллвиннеромсофтом :(SunX
19.01.2017 00:24+1Armbian, особенно на Orange Pi Zero (так как там нет видео ускорителя, потому его не надо поддерживать) работает очень даже ничего. На остальных Orange Pi рабоает нормально, но если хочется последнее ядро, то прощай графика.
Хотя в целом — да, у Raspberry Pi самая хорошая поддержка из всего, чего я видел.
ntfs1984
17.01.2017 23:22Ой не. OrangePi умеет все что только можно, и ничего из этого нормально не работает.
В девбордах важна не цена, и даже не наличие WiFi, а способность разрабов и комьюнити поддерживать эти продукты софтом.
RPI — много лет. При этом образ Raspbian умудряется имея кучу новых фич, поддерживать одновременно старое.
Cubietruck — спустя полгода Кубитеч перестали выкладывать ОС на своем сайте, и до сих пор чтобы включить GPIO, надо перекомпилировать script.bin, уже умолчу о детских проблемах в виде рабочего видеоускорения.webself
17.01.2017 23:54Ну это, очевидно, смотря для чего вам платка эта. Если вы готовы в 5-7 раз дороже покупать себе для развлечений с GPIO — это одно. Если вы делаете продукт, где нужна максимально недорогая «коробочка с вайфаем и линуксом» — совсем другое.
ntfs1984
18.01.2017 18:45Готов. При определенных условиях. Например если разработчик сделает мне ADC, доступ к которому я получу как-то через cat /dev/adc1, а не через перелопачивание конфигов и ко-ко-конпеляцию ядра.
Иными словами, мне нужен либо идеально работающий в плане железа и софта компьютер, на котором я буду делать все то же, что и на компьютере (т.е. работать), либо микроконтроллер с гребенками GPIO, работа с которым будет не сложнее чем работа с Arduino.
Но я никогда не восприму гибрид бульдога с носорогом, читай «плата, на которой есть VGA и HDMI, не могущие работать одновременно, есть WiFi, который однако не может работать если работает VGA, есть bluetooth для активации которого нужно перекомпилить script.bin, есть SATA, но всего лишь первой ревизии который медленнее чем USB2.0, есть инфракрасный порт, правда работает только через UART, есть 3д-ускоритель, правда он у вас работать не будет, равно как и 2д-ускоритель, но он есть, и вы в теории можете сконпелять под него ведро, а еще у нас есть много много GPIO, но для их активации вам придется деактивировать WiFI, а еще они не поддерживают ADC, PWM, не 5V-толерантны», и это еще не все косяки.
Либо мы танк, либо мы спорткар, третьего не дано.
DarkTiger
18.01.2017 02:23RPi Zero тоже доступна, 12$ на ебее. Все же не $35. При совместимости всего RPi софта, чего не скажешь про Orange.
sleeply4cat
17.01.2017 22:27+1OpenGL всё так же в падучем экспериментальном режиме? Или наконец решили продавать то, что рекламируют?
nightwolf_du
17.01.2017 23:19-1Видя DDR2 SODIMM уже замечталось о подключении этого девайса в ноут, ради выноса переферийных задач.
Но видимо нет, сынок, это фантастика.
mcsimm
18.01.2017 10:02Схожий вид различных по организации устройств так и манит соединить их, знаю по себе. Меня так же в начале 2000-х смущала кажущая совместимость платы из картриджа от денди и ISA 8-ми битной шины на 286-м компе. Потом плюнул, взял и воткнул)) причём прямо на ходу))
DarkTiger
20.01.2017 02:22Да просто разработчики платки взяли стандартный шаблон PCB на DDR2 SODIMM из имеющегося в САПР, чтобы разъем ручками не рисовать.
Я делал точно так же, 10 лет назад — там уже и стек готовый, и контакты для разъема не надо верифицировать, и разъемы готовые и дешевые — одна радость. И тоже хотелось его воткнуть в стандартный слот :)
MyKotofeich
18.01.2017 10:02-1Ну вот, теперь нашему Эльбрусу тяжелее будет догнать элитную иностранную технику в лице raspberry pi:)
lingvo
18.01.2017 12:04Конечно, новая версия — это круто, но хотелось бы узнать про Roadmap — насколько долго они собираются производить данный продукт и через сколько лет или месяцев первую версию Raspberry Pi Compute Module снимут с производства?
Объясняю — CoM это уже не игрушка для тестов или отладки, а вполне уже приспособленное решение для серийного производства в сотнях промышленных изделий в год. В этом случае, если я заложу этот модуль в свое изделие, я не хочу ни переразводить свои платы, ни переделывать софт в течении как минимум лет 5, если вдруг данный модуль станет недоставабельным. Если с железом все более менее нормально — обратная пиновая совместимость вроде-как есть, то со вторым полюбому придется возиться.
Поэтому для успеха на данном рынке в виде CoM надо обязательно гарантировать определенную доставабельность в течении длительного времени. Иначе никто закладывать эту плату в свое решение не будет.
Lerk
Уровень радстойкости в студию :-D
PS. Там где летают кубсаты радиации нету, так что запускать можно все что душа пожелает.