 |
|
|
|
TrimSlice – суперэкономный неттоп на базе Nvidia Tegra2
Тема энергосбережения постоянно находит своих поклонников. Не остались в стороне и такие «игрушки» как неттопы. Киловатты там не нужны, а вот размеры и функционал востребованы. История развития неттопов не так уж и длинна. Как явление, данный класс устройств появился благодаря Intel, которая популяризировала сам термин неттоп [1]. Изначально предполагалось, что существующий рынок нетбуков может быть расширен за счет этих малышей. «Оторвав» экран от нетбука, добавив VGA- или DVI-/HDMI-выводы, несколько разъемов USB, а также разъемы для различного рода карт, получили маленький системный блок. Он может быть размещен на задней панели большого монитора. Вполне понятно, что ожидать от нетбука (и неттопа) суперпроизводительности не стоит. Но в качестве обычной офисной пишущей машинки вполне может выступать. Второй вопрос, который обычно проистекает из первого, – какое электропотребление может быть у неттопа. Ведь используются не топовые модели микропроцессоров, и, следовательно, следует ожидать экономичного расхода ваттов. Да, именно так в большинстве случаев дело и обстоит. Обычно используются процессоры серии Atom, с потреблением порядка 10-15 Ватт. Суммируя с другими контроллерами и устройствами неттопа, получаемая средняя величина будет уже порядка 20-25 Ватт. По сравнению с обычной настольной системой очень и очень неплохо. Однако неттопы делаются не только на архитектуре x86. Часть моделей производились и на PowerPC, MIPS и ARM-платформе. Надо быть объективными и понимать, что эти модели не были широко известны по одной простой причине – операционная система, отличная от Microsoft Windows. Как следствие, невозможность запускать привычные десктопные приложения. Операционная система таких альтернативных неттопов обычно Linux. В этом нет ничего удивительного, так как именно в этой OC реализовано и поддерживается так много архитектур, что причина выбора просто очевидна. Менее очевидным фактом является выбор конкретного вида дистрибутива. И здесь уже популярность «маленькой пишущей машинки» зависит от фантазии производителя, точнее от качества партнерства с конечным «дистрибутивостроителем». Почему это стратегически важно? Никто не отрицает, что можно сделать красивый и удобный продукт, а силами самой компании-производителя также оснастить его операционной системой, неважно какой именно – Linux/Windows CE/MorphOS. Однако при личном знакомстве с конечным изделием вдруг окажется, что компания-производитель поставила нужные приложения, с её корпоративной точки зрения. А пользователю они совсем неудобны, так как их обновление не предусмотрено или же специально заблокировано. Либо второй, еще худший вариант – собранная на коленке версия Linux непонятно какого происхождения. И как с ним работать совершенно неясно. Конечно – «самоделкины» будут рады покопаться, но массовый покупатель такой «заботы» явно не оценит. Систему модифицировать нельзя, программ – ограниченное количество. В итоге – еще одна неработающая модель, которая пылится на полках. Примечание: MorphOS – операционная система для процессорной линейки PowerPC. Состоит как из проприетарных, так и открытых компонентов. Система предназначалась и создавалась для компьютеров Amiga, после программы перехода последних с процессоров Motorola на PowerPC. Также содержит компоненты, позволяющие запускать старые приложения от AmigaOS Впрочем, немного отвлеклись от главного вопроса – почему выбираются не-x86 платформы. Во-первых, стоимость лицензии за использование процессоров альтернативных архитектур ниже. На рынке десктопов x86 – монополист. На рынке ноутбуков и нетбуков – тоже. И как бы ни были широко распространены ARM и MIPS в мобильном сегменте, персональные компьютеры на их основе почти не встречаются. А так как рынки достаточно большие, то лицензиары процессорных технологий (те же ARM Holdings, MIPS Technologies, Inc.) готовы войти на него, предлагая свои микропроцессоры по более низкой цене, нежели Intel. Во-вторых, эти альтернативные архитектуры изначально были спроектированы на экономичное расходование энергоресурсов (с чем, собственно, и связана их популярность в телефонах). А, следовательно, на меньшие расходы по охлаждению. Из чего, в свою очередь, следует пониженная шумовая нагрузка – если нет вентилятора, то и гудеть будет нечему. Разве если только жесткий диск формата 2.5”. А если внутри задействован SSD-диск, то получается совсем тихая система. В силу указанных факторов, неттопы, например, на ARM, получаются и маленькими и бесшумными и экономичными. Яркими примерами моделей на ARM могут выступать Efika MX Smarttop [2] и Trimslice [3]. Первая сделана на базе SoC Freescale i.MX515 (ARM Cortex-A8 800MHz) [4], а вторая тоже на ARM, но в основе SoC Nvidia Tegra 2 (Dual-Core ARM Cortex-A9 1GHz) [5]. И потребляют они: Efika – всего 5 Ватт; 3 ватта – Trimslice. По сравнению с x86 – впечатляет. Будучи немного знаком с продукцией Nvidia, в частности с графическим ядром ION2, мне было интересно взглянуть и на столь широко анонсированный другой продукт от Nvidia – Tegra 2 [6]. А то, что он используется в практически настольной системе, хоть и названной неттопом Trimslice, только подтвердило убеждение - «Надо брать!» Итак, что такое неттоп TrimSlice, и, в частности, модель H250?
Рисунок 1. Архитектура неттопа TrimSlice H В первую очередь, это чип c высокой степенью интеграции, в котором объединены как сам двойной ARM-микропроцессор, так и графический ускоритель. Помимо этого, к SoC-ядру подведена следующая периферия: Wi-Fi-модуль, 4 порта USB, гигабитный сетевой контроллер, жесткий SATA-диск на 250 Гб, а также последовательный RS232-порт. Также подключены: микросхема, реализующая кодирование аудио-потока из/в интегрированный чип; микросхема, принимающая видео-поток извне в формате NTSC/PAL/SECAM. Модуль оперативной памяти (1 Гб) впаян в плату, поэтому о расширении можно забыть. По большому счету, больше оперативной памяти использовать всё равно не получилось бы – архитектура Tegra2 такова, что поддерживается максимум 1 Гб ОЗУ [5]. Таблица 1. Технические характеристики неттопа
Что касается программной стороны неттопа, то здесь начинается самая интересная часть повествования, т.к. комплектуется он Ubuntu 11.04 – до сих пор неофициальная версия ARM для систем на базе Nvidia Tegra. Что, впрочем, не должно вас сильно смущать – поддержка на самом деле на высоком уровне, обновление пакетной базы происходит одновременно с архитектурами x86/x86_64. Также в репозитории обнаружился порт и под архитектуру PowerPC – еще один сюрприз от Canonical. Дело в том, что примерно с версии Ubuntu 7.04 перестала выпускаться пакетная база для PowerPC. Очевидно, было принято решение не распылять усилия, а сосредоточиться на выпуске Ubuntu для систем на базе x86-процессоров. Однако видим, что пакеты, скомпилированные под ARM и под PowerPC, присутствуют. Значит, у Canonical снова есть какие-то планы в отношении этих архитектур. Наличие большой пакетной базы сильно облегчает жизнь – выискивать приложения, которые работают или не работают, не нужно. Просто запускаете встроенный пакетный менеджер Synapic и производите поиск. Весь сонм приложений для x86 будет доступен и для ARM. Даже браузер Chromium есть! По идее, если вдруг пакет не найден в репозитории ports.ubuntu.com, можно попробовать установить и из репозиториев Debian. Однако пока я с такой ситуацией еще не сталкивался и большая часть проблем решалась либо сразу, за счет установки готового пакета, либо пересборкой программы. Терминальные клиенты и Skype В силу того, что пакетная база едина, наличие VNC Viewer [7], rdeskop [8] и FreeNX-клиентов [9] не удивительно. Последний, правда, выполнен на базе библиотеки Qt, и называется как qtnx. Более того, Citrix на своем сайте хранит ICA-клиент не только под Linux-платформу, но и в версии ARM-архитектуры! Чего уж никак не ожидал, но получил. Итак, приступим. С первым клиентом – vncviewer, точнее с его установкой, у вас трудностей возникнуть не должно. Просто установите его как: # aptitude install vncviewer и начинайте работу – принципиальных различий в работе вы не увидите. Что на x86-платформе, что здесь, на ARM, что на любой другой аппаратуре он работает одинаково. Воистину, универсальная штучка до невозможности.
Рисунок 2. VNC Viewer работает в любых средах и на любых архитектурах А вот с rdesktop я решил провести более сложную операцию – попробовать его скомпилировать из исходных текстов. Благо, предпосылки были, т.к. в репозитории хранится версия 1.6, а текущая версия – 1.7. $ ./configure --prefix=/usr/local/rdesktop-1.7.0 --with-sound --with-x –with-sound Скомпилировалось без ошибок. Установили и … В очередной раз убеждаемся, что принцип универсальности сработал и здесь. Так же, как и в случае с vnc-клиентом, различий в работе и в коммуникации нет.
Рисунок 3. RDP-соединение пробрасывает и аудио-поток Посмотрим теперь в сторону ICA-протокола [10], а именно, попробуем установить сам Citrix ICA-клиент. В современной нотации он теперь называется как Citrix Receiver и находится на странице загрузки [11]. Текущая версия идет с номером 12.0, поддерживаются как старые версии Citrix MetaFrame/Presentation Server, так и более современные их реализации в виде XenApp/XenApp HDX. Клиент всё также основан на библиотеке OpenMotif [12] и в данном случае такой консерватизм оправдан – как бы ни менялись предпочтения пользователей и мода на оформительские штучки в Ubuntu (либо в любом другом дистрибутиве), вы всегда можете быть уверенными, что функционал заработает. Интерфейс действительно неказистый, но это именно тот случай, когда «кондовость лучше и надежнее. Будем считать, что клиент вы скачали и теперь нужно установить его. Пожалуйста, привычная комбинация вида: # dpkg -i ./icaclient_12.0.0_armel.deb И чуда не случилось. Библиотеки OpenMotif в репозитории не оказалось. Однако пробуем найти недостающий элемент. Ура, на launchpad [13] нашлась бинарная сборка. Там же и выясняем, что хранится она в репозитории multiverse. Но сохраним в виде файла и установим вручную. В итоге установился и сам клиент. После этого удачно соединились с Presentation Server. Цель достигнута!
Рисунок 4. Максимум терминальных возможностей можно достичь на технологиях Citrix Что касается клиента под VMware View, и именно с поддержкой PCoIP [14]-[15], то здесь почва достаточно экспериментальная. Как такового клиента для Linux нет. Но он выпущен для Android, и как раз на базе ARM-процессора. Можно попытаться его запустить, предварительно собрав виртуальную машину Dalvik. Листинг 1. Технические предпосылки для запуска VMware View на ARM есть trim@trimslice:/tmp$ file libviewclient.so libviewclient.so: ELF 32-bit LSB shared object, ARM, version 1 (SYSV), dynamically linked, stripped trim@trimslice:/tmp$ objdump -a ./libviewclient.so
trim@trimslice:/tmp$ ldd libviewclient.so ./libviewclient.so: error while loading shared libraries: /usr/lib/arm-linux-gnueabi/libc.so: invalid ELF header Цель запускать View-клиент на TrimSlice я не ставил, поэтому заинтересованных читателей могу только ввести в общий курс дела. Необходимо будет забрать специально выделенный DalvikVM из состава Android SDK [16] и собрать его для платформы ARM. ./idvk.sh get arm После этого сохранить из Android Market нужный apk-файл [17] и запустить его с помощью только что скомпилированного DalvikVM. Должно получиться. Почти аналогичная ситуация сложилась и с клиентом Skype. Хотя он официально и выпускается только в Linux-версии под x86, но в свою бытность поставлялся в качестве отдельного пакета из репозитория для Nokia N800. Последний, хоть и был создан на ARM, но на ARMv5. Современные версии Nokia N900 уже основаны на OMAP-процессоре с архитектурой ARMv7, но Skype уже интегрирован в firmware телефона. Можно попытаться вытащить его оттуда, но возможные побочные эффекты – это наличие дополнительных библиотек, которые могут потянуть за собой еще. trim@trimslice:~$ file ./skype ./skype: ELF 32-bit LSB executable, ARM, version 1 (SYSV), dynamically linked (uses shared libs), for GNU/Linux 2.4.17, stripped trim@trimslice:~$ ldd skype | grep "not found"
Что и подтвердилось. Мультимедиа и быстродействие Сам чип Tegra2 способен работать не только в качестве базового вычислителя, но и за счет высокой интеграции умеет аппаратно декодировать самые разнообразные потоки данных [5]. Таблица 2. Аппаратные версии кодеков, реализованных на чипе Tegra2
Однако,всё было гладко на бумаге, но встретились суровые реалии. Первый момент – акселерация XVideo на данный момент не работает. Дело в том, что за ускорение реализуется через OpenMAX библиотеку, и, по всей видимости, усилия Nvidia уделяются планшетам и телефонам, нежели настольным системам, хоть и в таком неттоповом исполнении. Драйвер для X.Org от Tegra2 в большинстве случаев выпускается в уже бинарном виде –допроситься у Nvidia исходников сложно. Поэтому, даже если вся система (Ubuntu) и обновляется, то в случае с видео-драйвером он как был выпущен в середине июня 2011-го, так и остается в неизменном виде. Причем к самой компании CompuLab претензий-то и нет. Ей просто остается разводить руками в такой ситуации, а что еще делать? Nvidia – это крепкий орешек. Но тем не менее, ситуация вроде как проясняется, так как в конце прошедшего декабря на сайте Nvidia был размещен анонс по открытию SDK на графические чипы серии Tegra. Последим за развитием ситуации. В итоге получается, что просмотр видео через VLC или MPlayer на полном экране происходит на программном уровне. Естественно ожидать, что о 24 кадрах в секунду речь не идет. Второй момент, как это ни странно, проблема с тепловыделением. Для замеров использовался “Kill-a-Watt” измеритель [18], который показал, что действительно, TrimSlice в рабочем состоянии потребляет от 5.4 до 6.2 ватт. За минусом того, что «съедает» жесткий диск, а используемый SAMSUNG HM251HI расходует в режиме чтения/записи примерно 2.5 ватта [19], получается, что сам TrimSlice действительно близок к заявленным параметра – 3 ватта. Однако такая кроха умудряется нагревать как сам никелевый корпус, так и жесткий диск до температуры 40-45 градусов. Что, конечно, не может не тревожить. Листинг 2. Жару жесткому диску поддает и сам Tegra2 # smartctl -a /dev/sda | grep Temp 194 Temperature_Celsius 0x0002 056 053 000 Old_age Always - 44 (Lifetime Min/Max 43/47) Впрочем, по заверению Compulab, их внутренние тесты показывали, что нагрев до 80 градусов не критичен для микропроцессора. Может быть и так. По моим личным замерам, повышенная температура пока тоже не оказала негативных последствий. Единственное, что радует, что я ошибся с определением температуры на глаз – вместо 50-55 градусов, термометр выдал всего 40. Да и серебристая краска, в которую выкрашен металлический корпус, удачно снижает «градусный» фон – по крайней мере ,CompuLab утверждает, что такой трюк с краской они проделали не просто так. Поэтому паника пока отменяется. Третий интересный фактор, это как ведет себя двуядерный процессор. Листинг 3. Информация о производительности верна только для первого ядра $ cat /proc/cpuinfo
Первоначально, когда TrimSlice загрузился, я решил узнать, а что именно за технология используется в Nvidia, а заодно и производительность. И очень удивился, увидев, что для двух ядер декларируются разные скорости. Очевидно, что инициализация переменных в cpuinfo (см. Листинг 3) произошла на том этапе, когда на полную мощность был включен только первый из пары. Дальнейшие тестовые прогоны показали, что оба ядра работают на одинаковой частоте. Давайте посмотрим, сколько требуется на компиляцию того же видеопроигрывателя MPlayer [20]. Использовалась стандартная конфигурация, т.е. та, что получается при запуске конфигуратора: $ ./configure При использовании одного потока, время сборки составила 45 минут. Задействовано было только одно ядро, хотя загрузка периодически и мигрировала с одного ядра на другое. Добавление второго потока (ключ -j2) загрузило уже оба ядра и время сборки сократилось до 25 минут. Использование четырех потоков (ключ -j4) показало несущественное сокращение времени, по сравнению с двухпоточной конфигурацией. Единственное, что вполне возможно при таком опыте, так это исчерпание ОЗУ (его всего-то для системы выделяется 900Мб, всё остальное под видеопроцессор) и на некоторых пакетах может закончиться ошибкой. Весь процесс просто-напросто убивает OOM-Killer [21] при исчерпании памяти. Таблица 3. Поведение системы при компиляции с разным количеством потоков
Использовать для сравнения какой-либо один унифицированный тестировщик невозможно, так как все-таки платформы разные – будь это x86, PowerPC, ARM, MIPS (см. Wikipedia на предмет архитектурных различий). Да и большая часть утилит “заточена »под x86/x86_64. Поэтому в качестве еще одного варианта тестирования привлечен sysbench [22] из пакетной базы MySQL. Листинг 4. Sysbench, один из немногих тестов, существующих на множестве аппаратных платформ $ time sysbench --test=cpu --cpu-max-prime=20000 run
Аналогичный тест, запущенный, например, на Pentium Dual CPU E2180 @ 2.00GHz, показал скорость выполнения ровно в одну минуту. Но зато у него и TDP 65 Ватт, а с учетом всей аппаратной обвязки (видео-карта, бортовые контроллеры и т.д.) будет еще выше. Впрочем, сравнивать напрямую по «количеству попугаев» не всегда бывает правильно – преимущества аппаратного ускорения на TrimSlice пока что не задействованы и не использовались. Выводы Впечатления от TrimSlice остаются двоякими. С одной стороны – технический потенциал действительно огромен. Отсутствие движущихся частей (максимальную комплектность с ноутбучным жестким диском оставим в стороне) создает необходимую тишину. За счет двойного CPU достигается необходимая скорость выполнения прикладных программ, так что неттоп можно использовать не только как терминальный клиент, но и как настольную систему. Скорость работы при редактировании текстов и Интернет-серфинге вполне сносная. Габариты неттопа позволяют его спрятать в любом месте, большой плюс – металлический корпус из никелевого сплава. А наличие WiFi, двух пар USB-портов и поддержка двух видеовыходов сразу «кладут на лопатки» даже некоторые настольные системы. Однако есть и несколько спорных моментов. В первую очередь, температура неттопа. Вскипятить кружку с водой пока не удалось, но в качестве очень малого нагревателя служить может – особенно приятно греть на нем руки. Самое интересное, что на это уходит всего-то 5-7 ватт. На обычную зарядку телефона уходит порядка 2-З ватт. Во-вторых, медленное развитие OpenMAX [23] фреймворка и пакета L4T (Linux4Tegra), что отвечают за графическое ускорение. Пока что TrimSlice похвастаться им не может. Ну, и в- третьих, животрепещущий вопрос – как и где купить. Получить какую-либо информацию от единственного представителя компании Compulab в России мне не удалось. Ни цена, ни сама доступность аппарата до сих пор неизвестны. Поэтому единственный способ – это заказывать напрямую.
|
Комментарии отсутствуют
|
