OrangePi R2S - обзор одноплатного компьютера-маршрутизатора на RISC-V

Друзья, всем привет! 

Представляю вашему вниманию интересный «одноплатник» — Orange Pi R2S, построенный на базе восьмиядерного процессора Ky X1 на архитектуре RISC-V с 2 TOPS NPU и имеющий 4 Ethernet-интерфейса (2x2.5G, 2x1G). В обзоре попытаемся понять, это исключительно сетевой комбайн или нечто большее, и какой риск несёт в себе RISC ↓

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

• Процессор: Ky X1, 8 ядер, архитектура RISC-V AI (производительность ИИ — 2.0 TOPS)
• Оперативная память: LPDDR4X: 2 ГБ / 4 ГБ / 8 ГБ (у обозреваемой версии — 2 ГБ)
• Накопитель: eMMC: 8 ГБ
• Сетевые интерфейсы:
• 2.5G Ethernet — 2 порта
• 1000M Ethernet (гигабитный) — 2 порта
• USB:
• USB 3.0 — 1 порт
• USB 2.0 — 1 порт (может использоваться для обновления ПО и прошивки)
• Кнопки: Кнопка MASKROM — 1 шт.
• Индикаторы состояния:
• Индикатор питания — 1 шт.
• Индикатор 1000M Ethernet — 2 шт.
• Индикатор 2.5G Ethernet — 2 шт.
• Отладка (DEBUG): 3-контактный (3PIN) последовательный порт отладки, уровень напряжения 3.3 В
• Питание: Разъем Type-C, 5 В / 3 А (постоянный ток)
• Размеры платы (PCB): 79.2 * 46 * 1.6 мм
• Поддерживаемые ОС: OpenWrt, Ubuntu
• Комплект: устройство, адаптер питания Type-C 3A

ПЛАТА ДЕТАЛЬНЕЙ:

ОБ АРХИТЕКТУРЕ ПРОЦЕССОРА И НАБОРЕ КОМАНД

На сегодняшний день существует несколько архитектур наборов команд, но основные — это CISC и RISC.

CISC (Complex Instruction Set Computer)

Архитектура со сложным набором команд. Используется в процессорах Intel и AMD. Принцип: «Одна команда — одно большое дело».

• Плюс: Программисту нужно писать меньше строк кода. Одна команда заменяет целую пачку простых действий.
• Минус: Железо получается очень сложным, дорогим в производстве и потребляет много энергии (греется), потому что «комбайну» нужно много транзисторов для реализации всех этих функций.

RISC (Reduced Instruction Set Computer)

Архитектура с упрощенным набором команд. Используется в ARM и RISC-V. Принцип: «Много простых команд вместо одной сложной».

• Плюс: Каждая команда выполняется мгновенно и предсказуемо. Процессор получается маленьким, дешевым и очень энергоэффективным (почти не греется).
• Минус: Программисту (или компилятору) нужно писать больше строк кода, чтобы собрать из простых действий сложный результат.

Что касается основных архитектур, то вот что о них можно сказать:

1. AMD64 (x86-64) — «Закрытый клуб» (CISC)

Классическая архитектура для ПК и серверов. Технология принадлежит Intel и AMD. Другим компаниям практически невозможно получить лицензию на производство собственных совместимых процессоров.

2. ARM64 (AArch64) — «Платная франшиза» (RISC)

Доминирует в смартфонах, планшетах и новых ноутбуках (Apple M, Qualcomm Snapdragon X Elite). Британская компания ARM Ltd сама не делает чипы, она продает чертежи и права на их использование. Это самая дорогая модель для производителя из-за лицензий и роялти.

3. RISC-V — «Свободный стандарт»

Самая молодая и перспективная архитектура, «Linux в мире железа». Полностью открытая и бесплатная. Любая компания или энтузиаст может разработать свой процессор без лицензионных платежей.

Основной недостаток RISC-V в том, что архитектура молодая (представлена в 2010 году). Под неё написано значительно меньше софта, чем под x86 и ARM. Ситуация улучшается от года к году, но процесс небыстрый. Говоря о железе, сегодня уже есть ноутбуки на RISC-V, но это пока «гиковское» решение для разработчиков. Микроэлектроника также начинает его осваивать: например, ESP32 использует архитектуру в моделях C3, C6, P4 и H2.

ТЕСТИРОВАНИЕ

Друзья, перед тем как начать, хочу отметить: всё, что вы увидите дальше, является моим личным потребительским опытом. Я не ставлю задачу сделать лабораторное тестирование всех возможностей.

OPENWRT. Именно с этой прошивкой устройство поставляется.

Интерфейс доступен «из коробки» на английском языке. Через SSH можно доустанавливать пакеты и локализацию.

Помимо маршрутизации, можно монтировать диски и расшаривать их в сеть (SMB).

К сожалению, у меня нет сетевой карты 2.5G, поэтому тестировал скорость на гигабите. Считывание происходит сразу с ровной скоростью, а вот запись специфична: файл начинает передаваться, но визуально процесс «оценивается», хотя к диску обращение идёт, затем начинается стабильная передача с небольшим проседанием в конце.

В системе предустановлен торрент-клиент Transmission.

Также есть Docker, однако аддонов под архитектуру пока немного. К примеру, Zigbee2MQTT уже поддерживается, а Home Assistant или ESPHome — нет.

Сама система очень легкая и экономная в плане ресурсов.

UBUNTU также можно установить на устройство.

Для установки нужен кабель USB-A на USB-A (я использую USB-C кабель с переходниками).

Прошивается просто: подключить к USB 2.0 компьютера, зажать кнопку и подать питание. Занимает порядка 3 минут.

Поднял SMB через терминал — производительность такая же, как на OpenWrt.

Панель управления реализовал на Cockpit. SMB тоже можно было сделать через интерфейс с помощью аддона.

В качестве DNS-фильтра и DHCP выбрал AdGuard Home. Инструмент имеет очень много опций по управлению трафиком.

Можно установить множество пакетов нативно. К примеру, поднял qBittorrent и веб-панель Heimdall (контейнерная версия которой доступна только для amd64 и arm64).

Пробовал запускать контейнеры от ARM64 через QEMU — неработоспособно. Собрать Home Assistant из исходников со всеми зависимостями тоже не удалось.

Потребление электроэнергии — в районе 2W–5W. Нагрев доходит до 62°C в нагрузке.

ИТОГИ И ВЫВОДЫ

Устройство не является готовым потребительским продуктом, который купил, включил и пользуешься. Думаю, это вполне очевидно. При этом за свою цену устройство реально очень интересное: это мощный сетевой комбайн, который имеет два 2.5G и два 1G сетевых порта, NPU с производительностью 2 TOPS и возможность ставить как OpenWrt, так и Ubuntu. С помощью данного устройства, старого роутера в качестве точки доступа и нескольких вечеров в терминале на связи с ИИ можно получить инструмент с огромными возможностями в плане сетевой безопасности. Это firewall и фильтрация трафика, VPN-шлюз, DNS-сервис, блокировщик рекламы, файловый сервер с шарингом USB-дисков по сети, торрент-качалка и много чего ещё. Как бы мне хотелось сказать: «А также домашним сервером умного дома». Это была бы, конечно, бомба — мощный роутер плюс сервер в одном устройстве за очень приятный ценник. Однако, к сожалению, пока об этом говорить рано. Под архитектуру пишутся пакеты — к примеру, Zigbee2MQTT уже есть. Однако того же Home Assistant и ESPHome, увы, нет. Не сомневаюсь, это вопрос времени, но, учитывая, что это время ещё не настало, устройство в этом плане ультимативным не назовёшь. Из недостатков могу отметить, что не распаян слот для MicroSD. Есть какой-то интерфейс под SD-адаптер на шлейф, однако я не знаю, где можно такой приобрести. Для гиков, разработчиков и энтузиастов девайс открывает просто безграничные возможности, которые со временем будут расти, в том числе благодаря тому, что всё больше производителей начинают открывать для себя данную архитектуру, и это здорово!

Продукт в официальных магазинах компании:

>Официальный сайт<

Aliexpress (international):
>2GB< | >4GB< | >8GB<

>Amazon<

Я прикладываю максимум усилий и много времени, чтобы мои обзоры были полезными и интересными. Если этот обзор вам понравился — поддержите его плюсом, мне будет очень приятно. А ещё — это отличная мотивация для меня писать ещё больше и качественнее для вас. 

Всем хорошего настроения, позитива, добра и мира!