Обзор промышленного встраиваемого компьютера Cincoze GM-1000

Cincoze GM-1000 – это промышленный встраиваемый компьютер. Он обладает широкими возможностями расширения, включая поддержку встроенного графического процессора MXM. Как и некоторые другие промышленные компьютеры, он может пассивно охлаждаться, либо активно с помощью дополнительных вентиляторов. Устройство поддерживает рабочую температуру в диапазоне от -40°C до 70°C, а также способен выдерживать удар в 50 G и вибрацию 5 G. Он обладает всеми функциями, необходимыми для компактной, надежной и высокопроизводительной вычислительной системы для полевых решений в области машинного зрения, обработки изображений и искусственного интеллекта.

В этом обзоре будет показаны некоторые показатели производительности как в Windows, так и в Ubuntu, а также рассмотрено охлаждение устройства.

Обзор оборудования

В данном обзоре будет рассмотрена модель с процессором Intel Core i7-9700TE, который представляет собой восьмиядерный / 8-поточный процессор Coffee Lake-R с тактовой частотой 1.80 ГГц (Turbo Boost до 3.80 ГГц) и графикой Intel UHD Graphics 630. Устройство также поставляется с установленным модулем NVIDIA Quadro Embedded P2000 MXM, 32 Гб оперативной памяти и 512 Гб NVMe SSD, а также с дополнительными 2x портами 10G Intel X550 RJ45 и комплектом ‘External Fan Kit’, который позволяет установить четыре 80-мм вентилятора сверху устройства, для охлаждения:

Устройство внешне выглядит как большой радиатор и имеет размеры 260 x 200 x 85 мм при весе 4.6 кг. Для питания требуется большой блок питания (GST220A24-CIN) мощностью 221 Вт.

Полная спецификация и возможности расширения для GM-1000, включают в себя:

Методика обзора

В данном обзоре будет использоваться Windows 10 версии 1809 и Ubuntu 18.04 LTS, также система будет протестирована с помощью набора часто используемых тестов в Windows и их аналогами для Linux вместе с ‘sbc-bench’, который представляет собой небольшой набор различных тестов производительности процессора. Кроме того, будет использоваться ‘Phoronix Test Suite’ для сравнения одного и того же набора тестов как в Windows, так и в Ubuntu. В Ubuntu также будет скомпилировано ядро Linux v5.4 (в конфигурации по умолчанию) в качестве теста производительности с использованием реального сценария.

Перед тестированием будут выполнены все необходимые установки и обновления. Также будут зафиксированы некоторые основные детали этого мини-ПК в каждой ОС.

Проблемы с установкой

Встраиваемый компьютер поставляется с уже установленной Ubuntu с предварительно настроенным пользователем (‘cincoze’) и неизвестным паролем. Для загрузки Ubuntu с одним монитором было доступно фактически шесть вариантов: это HDMI или DisplayPort выходы на задней панели устройства и любой из четырех выходов DisplayPort на передней панели устройства, которые предоставляются модулем MXM-P2000. Однако при попытке загрузки в BIOS только четыре видеовыхода DisplayPort на передней панели устройства выводило изображение. Тоже самое было при попытке загрузки с установочного USB-накопителя.

Таким образом, Windows была установлена с использованием подключения DisplayPort на передней панели и после установки Ethernet не работал. К счастью, все необходимые драйверы Windows доступны на веб-странице Cincoze ‘SUPPORTS’, за исключением драйвера NVIDIA, необходимого для P2000. После установки драйвера NVIDIA при загрузке с монитором, подключенным к заднему выходному порту, дисплей использовал графический процессор Intel UHD Graphics 630, а при подключении к передним портам DisplayPort использовался NVIDIA Quadro P2000.

Установка Ubuntu была выполнена без выбора параметра ‘Установить стороннее программное обеспечение для графики’. Хотя это привело к тому, что не было вывода изображения, когда монитор был подключен к заднему HDMI выходу, но дисплей работал с Ubuntu без проблем при подключении к интерфейсам DisplayPort на передней панели, поскольку они использовали графический драйвер ‘llvmpipe’, позволяющий использовать ‘Дополнительные драйверы’ в разделе ‘Программное обеспечение и обновления’ для выбора и использования метапакета драйверов NVIDIA. Теперь, независимо от того, подключен ли он к заднему или переднему видеовыходу, драйвер графического дисплея всегда отображается как Quadro P2000. Важно отметить, что при подключении к видеовыходу на задней панели, последующая загрузка меню GRUB не отображается, так как ее можно увидеть только при подключении к одному из выходов DisplayPort на передней панели.

Еще один момент, который следует отметить, состоял в том, что тест  ‘Selenium’ из бенчмарков ‘Phoronix Test Suite’ отказался запускать вариант ‘Chrome’, поэтому тесты Octane пришлось запускать вручную и редактировать окончательные результаты.

Производительность Windows

Сначала была установлена Windows 10 Enterprise LTSC Evaluation версии 1809 и обновлена до сборки 17763.1637. Информация об оборудовании выглядит следующим образом:

Затем в схеме управления питанием было выбрана ‘Максимальная производительность’:

и было запущено несколько инструментов для тестирования производительности в Windows:

Был также запущен бенчмарк Blender ‘BMW’ как для CPU, так и для GPU (CUDA):

Для конкретного набора тестов Phoronix Test Suite результаты были следующие:

Производительность процессора имеет ограничения из-за низкого 35-ваттного TDP вместе с PL1, который настроен на соответствие ему – 35 Вт. Результатом является принудительное ограничение быстродействия процессора, путем снижения его частоты или пропуска тактов, чтобы он остается в пределах своего теплового диапазона:

Производительность Ubuntu

После сжатия раздела Windows вдвое и создания нового раздела, была установлена Ubuntu, использовался ISO образ Ubuntu 18.04.5 в качестве двойной загрузки. После установки и всех обновлений, основная информация об оборудовании выглядит следующим образом:

Затем в схеме управления частотой процессора “CPU Scaling Governor” была выбрана “производительность” и запущено несколько тестов в Linux:

а также была запущен бенчмарк Blender ‘BMW’ как для CPU, так и для GPU (CUDA):

Для того же набора тестов Phoronix Test Suite результаты были следующие:

Троттлинг процессора был как в Windows, так и в Ubuntu. Это хорошо видно, если повторно запустить тест Blender ‘BMW’ при мониторинге загрузки процессора, максимальной частоты и температуры корпуса:

Воспроизведение видео 4K

Для тестирования были проверены несколько видео 4K в Edge, Chrome и Kodi в Windows и в Firefox, Chrome и Kodi в Ubuntu. При воспроизведении видео 4K 30fps проблем не возникло, однако при воспроизведении видео 4K 60fps в браузерах в Windows приводило к случайным пропускам кадров:

тогда как в Ubuntu это не было проблемой:

Аппаратное ускорение не поддерживается в Ubuntu для графики Nvidia при декодирования видео VP9 и 10-битного HEVC (H.265), это объясняет, почему использовалось программное декодирование, но видео по-прежнему показывало без проблем:

Охлаждение

Во время тестирования температура в помещении была около 24°C и максимальная температура процессора достигла 69°C во время теста Blender в Windows. В результате температура поверхности внешнего радиатора составила 59°C, что делало его слишком горячим для прикосновения. Поскольку устройство пассивно охлаждалось, требуется время, чтобы и процессор, и радиатор остыли.

Чтобы продемонстрировать это, был запущен ‘стресс-тест’ в Ubuntu, и температура процессора сразу поднялась до 60°C, а затем до максимального среднего значения 66°C при температуре в помещении 23°C:

Температура поверхности радиатора сразу после испытания была 57°C. Через двадцать минут средняя температура процессора упала до 52°C (одно из ядер до 58°C), а температура радиатора упала до 50°C:

Установка дополнительного комплекта внешних вентиляторов привело к тому, что вентиляторы постоянно работали и, следовательно, было довольно шумно – 50 дБА, хотя и эффективно, поскольку средняя температура процессора упала до 32°C.

Повторный запуск ‘стресс-теста’ показал, что температура процессор сразу же достигла 40°C, а затем поднялась в среднем до 44°C:

После завершения теста температура процессора быстро упала до 37°C, а затем вернулись обратно к отметке 32°C:

Температура радиатора не было возможности измерить из-за того, что он был закрыт комплектом внешних вентиляторов.

“Стресс-тест” проводился во время мониторинга загрузки процессора, максимальной частоты и температуры корпуса сначала с дополнительными внешними вентиляторами:

а потом без вентиляторов:

опять же, это показывает, что троттлинг процессора связан с его мощностью, а не с температурой.

Windows vs Ubuntu на Cincoze GM-1000

Хотя подробное сравнение этих двух операционных систем выходит за рамки данного обзора, стоит отметить некоторые из ключевых выводов, которые были замечены. Сначала рассмотрим инструменты производительности, общие для этих двух систем. В целом Ubuntu работает немного лучше в большинстве тестов, чем Windows, и это можно наглядно сравнить, используя один и тот же тест Blender в каждой ОС:

Самое интересное, что во время простоя частота процессора в Windows выше, чем в Ubuntu, однако это меняется в противоположную сторону, когда процессоры находятся под нагрузкой.

Сеть

Пропускная способность сетевого подключения была измерена для Ethernet порта (на задней стороне устройства) в Ubuntu с использованием ‘iperf’. Скорость загрузки составила 934 Мбит / сек, а скорость скачивания – 908 Мбит / сек.

Потребляемая мощность

Потребляемая мощность без установленных внешних вентиляторов была измерена следующим образом:

• • Выключено – 3.4 Вт (Windows) и 3.5 Вт (Ubuntu)
  • BIOS*  – 44.8 Вт
  • Загрузочное меню GRUB – 46.1 Вт
  • Idle – 27.9 Вт (Windows) и 27.5 Вт (Ubuntu)
  • CPU – 103.2 Вт, затем 53.4 Вт (Windows ‘cinebench’) и 71.6 Вт, затем 56.4 Вт (Ubuntu ‘стресс-тест’)
  • Видео 4K 60 FPS ** – 58.7 Вт (Windows Edge) и 62.2 / 74.3 Вт (Ubuntu Firefox / Chrome)

*BIOS (смотри ниже)

**Цифры колеблются, поэтому указано среднее значение. Потребляемая мощность при воспроизведении видео 4K 60 FPS в Ubuntu Chrome была выше, чем в других браузерах.

BIOS

BIOS не имеет ограничений и подробно рассматривается в руководстве пользователя.

Заключение

Несмотря на то, что встраиваемый компьютер GM-1000 имеет хорошее пассивное охлаждения, ключевыми особенностями устройства являются возможность настройки / расширения и высококачественная документация. Для справки, GM-1000 в аналогичной конфигурации от дистрибьютора Cincoze в США продается за $4,277.