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不修外表修內(nèi)力——樹(shù)莓派 3 評(píng)測(cè)

樹(shù)莓派 PI3 博通 WIFI BLE NOOBS RASPBIAN opensource

2016-04-05
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作者：小淘氣
來(lái)源：21ic

[導(dǎo)讀]
樹(shù)莓派的大名想必大家都有耳聞，樹(shù)莓派是創(chuàng)客們手中摯愛(ài)的法寶，也是萬(wàn)能的工具，同時(shí)也是優(yōu)秀的教育工具，如今樹(shù)莓派已經(jīng)發(fā)展到了第三代，回頭想想樹(shù)莓派基金會(huì)的壯舉：為全球的創(chuàng)客，學(xué)生，計(jì)算機(jī)愛(ài)好者，嵌入式愛(ài)好者，提供了非常優(yōu)秀的資源，從第一代樹(shù)莓派發(fā)布到如今的第三代樹(shù)莓派，樹(shù)莓派的銷(xiāo)量應(yīng)該以百萬(wàn)來(lái)計(jì)算了。這也是前所未有的成功。

一. 前言

樹(shù)莓派的大名想必大家都有耳聞，樹(shù)莓派是創(chuàng)客們手中摯愛(ài)的法寶，也是萬(wàn)能的工具，同時(shí)也是優(yōu)秀的教育工具，如今樹(shù)莓派已經(jīng)發(fā)展到了第三代，回頭想想樹(shù)莓派基金會(huì)的壯舉：為全球的創(chuàng)客，學(xué)生，計(jì)算機(jī)愛(ài)好者，嵌入式愛(ài)好者，提供了非常優(yōu)秀的資源，從第一代樹(shù)莓派發(fā)布到如今的第三代樹(shù)莓派，樹(shù)莓派的銷(xiāo)量應(yīng)該以百萬(wàn)來(lái)計(jì)算了。這也是前所未有的成功。

二. 定位

樹(shù)莓派基金會(huì)設(shè)計(jì)樹(shù)莓派最初的目的是以低價(jià)硬件及自由軟件促進(jìn)和提升學(xué)校的基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)科學(xué)及相關(guān)的教育，讓計(jì)算機(jī)變得更有趣。自從樹(shù)莓派發(fā)布以來(lái)，受到了眾多的計(jì)算機(jī)發(fā)燒友和創(chuàng)客的追捧和熱愛(ài)。初衷是非常偉大的，在這里我們要予以崇高的敬意�？墒窃捰终f(shuō)回來(lái)了，好像現(xiàn)在玩樹(shù)莓派的，都不缺電腦……

廢話不多說(shuō)，接下來(lái)看看我們新的樹(shù)莓派3

三. 開(kāi)箱

今天小編拿到的是element14版本的樹(shù)莓派3(下文簡(jiǎn)稱(chēng)PI 3)

依舊是樹(shù)莓派簡(jiǎn)約的包裝，包裝盒上面顯示了這塊PI是element 14版本的PI 3 ，包裝上顯示了PI 3已經(jīng)有了 Wireless LAN 和 Bluetooth的功能。

下圖是PI 3包裝盒的背面，以七種語(yǔ)言介紹了 PI 3的基本配置。

如下圖所示，PI 3提供了QUICK START GUIDE和SAFETY GUIDE，這兩份指南都有15中語(yǔ)言，可想而知，樹(shù)莓派是有多火。

你是否還記得 PI 2的那個(gè)132頁(yè)涵蓋了15國(guó)語(yǔ)言的使用說(shuō)明文檔，請(qǐng)?jiān)徯【幍腜I 2 包裝盒和使用說(shuō)明已經(jīng)找不到了。

接下來(lái)是我們的 PI 3，下圖是由防靜電袋包裹的 PI 3

拆開(kāi)防靜電袋，看到真容，如下圖：

如果你見(jiàn)過(guò) PI 2 也許你真要失望了，因?yàn)?a href="#" class="popmorelink">PI 3和PI 2的外觀幾乎一模一樣，但是還是有些區(qū)別的，我們?cè)诤竺嬖僭敿?xì)說(shuō)明。

接下來(lái)全家福

由于小編的PI 2的包裝盒和使用說(shuō)明已經(jīng)找不見(jiàn)了，所以網(wǎng)上找了一張PI 2的全家福如下圖：

圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)。

四. 產(chǎn)品功能

樹(shù)莓派發(fā)展了這么多年，相信很多人都非常熟悉樹(shù)莓派，同樣熟悉一直沒(méi)有變化的的外觀和外部接口，即使是這樣我們也還是要為新入門(mén)的小伙伴提供一個(gè)接口說(shuō)明，

下圖是第三方做的一個(gè)非常漂亮，非常全面，的pinout 圖，因?yàn)閮?yōu)秀所以分享給大家。(關(guān)于這個(gè)圖的作者還有很多資源和故事以后再由小編講述)。

五. 產(chǎn)品設(shè)計(jì)

雖說(shuō)PI 3與PI 2基本相同，但是畢竟PI 3還是有些變化的，接下來(lái)我們就對(duì)比一下PI 3相比PI 2 做了哪些升級(jí)和改動(dòng)。

(1) 下圖是PI 3和PI 2的對(duì)比，圖中藍(lán)色框線內(nèi)的芯片就是Soc

首先要說(shuō)的就是這兩顆Soc，從Broadcom BCM2836 升級(jí)為Broadcom BCM2837，BCM2836與BCM2837最主要的區(qū)別在與內(nèi)核由ARM Cortex-A7 (ARMv7系列) 900MHz quad-core CPU升級(jí)為ARM Cortex-A53(ARMv8) 1.2GHz 64-bit quad-core CPU。

最明顯的主頻由原來(lái)的900M升級(jí)為1.2G，核心也發(fā)生了變化由A7升級(jí)到A53，接下來(lái)我們對(duì)比一下A7和A53的定位以及核心性能的對(duì)比

性能明顯提高，另外有A7升級(jí)為A53 核心的架構(gòu)也發(fā)生了變化，由A7的ARMv7-A升級(jí)為ARMv8-A，我們?cè)賹?duì)比一下ARMv7-A和ARMv8-A

上圖可以看到，ARMv8-A相比ARMv7-A，在兼容ARMv7-A部分主要功能的基礎(chǔ)上增加了非常多的功能，更主要的是ARMv8-A是64位的架構(gòu)可見(jiàn)它的處理能力和處理速度也是非同一般。說(shuō)完了內(nèi)核再說(shuō)說(shuō)GPU，GPU核心沒(méi)有變化，但是主頻從250MHz提升到了400MHz。

(2) 下圖中藍(lán)色框線內(nèi)的芯片為1G RAM 雖然容量沒(méi)有變化但是頻率由450MHz變成了900MHz;

三大件對(duì)比完了，我們接下來(lái)看看增加了什么

(3) 當(dāng)然要說(shuō)Wireless LAN和Bluetooth

如下圖：

藍(lán)色框線內(nèi)是一塊小的讓人驚訝的天線

紅色框線內(nèi)是PWR與ACT兩顆LED，PI 3的LED位置已經(jīng)被天線取代了，PI 3的兩顆LED移到了DSI 接口的另一側(cè)。

黃色框線內(nèi)的芯片是新增加的，但是我真的不知道這顆芯片是做什么用的，可能與無(wú)線有關(guān)也可能與顯示有關(guān)。

板子反過(guò)來(lái)，在TF卡座旁邊的那顆閃亮的芯片就是Wireless LAN和Bluetooth的單芯片解決方案，是不是很強(qiáng)大，具了解是BCM43438芯片，如下圖：藍(lán)色框線內(nèi)芯片

PI 3的TF卡槽也發(fā)生了一些變化，PI 2的卡槽是自鎖自彈式的，就是按一下鎖住，再按一下彈出，PI 3的卡槽是直接拔插的，應(yīng)該是為了節(jié)省一些板子的空間。

另外RUN的位置也發(fā)生了改變，如下圖所示：

PI 3的硬件變化就這么多了，另外PI 2 的拼板方式為V-cut 有一些毛刺，但是PI 3的拼板方案應(yīng)該是數(shù)控裁板板邊十分光滑。還有就是PI 3是Made in PRC，PI 2是Made in the UK。

硬件方面就介紹少到這里。

六. 產(chǎn)品使用方案

當(dāng)你拿到PI 3的時(shí)候你一定想快點(diǎn)用起來(lái)，尤其在你有PI 2的情況下，一定會(huì)把PI 2的TF卡插入上電，但是你又要失望了，開(kāi)不了機(jī)因?yàn)镾oC的架構(gòu)變了，需要重新寫(xiě)系統(tǒng)才能開(kāi)機(jī)。

接下來(lái)我們說(shuō)說(shuō)樹(shù)莓派是怎樣裝系統(tǒng)內(nèi)

連接好顯示器，鍵盤(pán)，鼠標(biāo)，插好TF卡，連接電源，電源官方推薦使用5V2.5A電源，小編實(shí)測(cè)，在不添加格外的外設(shè)(串口屏，攝像頭等)的情況下使用5V 2A完全沒(méi)有問(wèn)題，CPU可以100%的工作。

樹(shù)莓派提供了兩種系統(tǒng)安裝方法，分別是NOOBS和RASPBIAN

樹(shù)莓派官方網(wǎng)站提供NOOBS 的下載如下圖：

NOOBS (New Out Of Box Software) 的使用非常簡(jiǎn)單，只要下載NOOBS的文件解壓到TF卡中，再插到樹(shù)莓派中上電就可以了，分為離線版和在線版，離線版大約1G，在線版只有20M，當(dāng)然在線版需要連接網(wǎng)絡(luò)，在PI 3在安裝系統(tǒng)之前會(huì)提示連接網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)镻I 3自己已經(jīng)有WIFI了，如下圖：

連接網(wǎng)絡(luò)

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)連接成功后，就會(huì)多出一些在線的系統(tǒng) 如下圖：

但是最新的NOOBS 中的系統(tǒng)少了一些只有4個(gè)，之前的版本有更多系統(tǒng)。

下圖是1.7版本的NOOBS 圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)

選擇系統(tǒng)確認(rèn)安裝，如下圖：

然后系統(tǒng)就開(kāi)始安裝了

看著下面的速度，就這個(gè)速度，最多不會(huì)超過(guò)4MB/sec，我試過(guò)了40MB/sec，70MB/sec的TF卡結(jié)果都是一樣的。

安裝過(guò)程中會(huì)介紹樹(shù)莓派系統(tǒng)中的一些功能，如下圖：

經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的等待終于完成，如下圖：

安裝完系統(tǒng)之后是這樣的，如下圖：

另外，樹(shù)莓派還提供系統(tǒng)恢復(fù)功能。

接下來(lái)說(shuō)說(shuō)RASPBIAN

下圖為RASPBIAN 的最新版本，分為標(biāo)準(zhǔn)版和輕量版

RASPBIAN 的安裝方法也是很容易的，將西系統(tǒng)文件下載下來(lái)解壓，使用Win32DiskImager將系統(tǒng)文件寫(xiě)到TF卡中就可以了。樹(shù)莓派寫(xiě)系統(tǒng)確實(shí)不難，網(wǎng)上的資源也很多，這里就不做過(guò)多的介紹了。

另外樹(shù)莓派官方還承認(rèn)一些第三方的系統(tǒng)，如下圖，

這當(dāng)中就包含了大家期待已久的 Windows 10 IoT core，由于篇幅的關(guān)系這里就不做過(guò)多的介紹了，以后再單獨(dú)的拿出來(lái)分享，另外這些系統(tǒng)中有些是收費(fèi)的。

七. 性能測(cè)試

硬件和系統(tǒng)我們都介紹完了，現(xiàn)在到了大家最關(guān)心的問(wèn)題了那就是性能測(cè)試。

當(dāng)我們獲取CPU信息時(shí)得到了以下結(jié)果

系統(tǒng)顯示CPU架構(gòu)仍然為ARMv7，這里顯然是不對(duì)的，至于具體原因還有待進(jìn)一步確認(rèn)。

樹(shù)莓派3與樹(shù)莓派2性能對(duì)比測(cè)試

測(cè)試系統(tǒng)為最新版本的RASPIAN系統(tǒng)，測(cè)試工具為sysbench 和memtester

(1) sysbench測(cè)試

sysbench是開(kāi)源的多線程性能測(cè)試工具，該工具可以將CPU的性能發(fā)揮到極限，測(cè)試內(nèi)容為計(jì)算0到20000中最大的素?cái)?shù)所使用的時(shí)間。

樹(shù)莓派3的測(cè)試結(jié)果：

樹(shù)莓派2的測(cè)試結(jié)果

樹(shù)莓派3完成時(shí)間接近120s，樹(shù)莓派2完成時(shí)間接近192s，時(shí)間差了一分多鐘，這說(shuō)明樹(shù)莓派3的性能還是提升不少的，但是具體的性能提上是來(lái)自頻率的提高還是架構(gòu)的升級(jí)這樣簡(jiǎn)單的測(cè)試是很難做判定。

(2) 溫度測(cè)試

在做SoC性能測(cè)試的同時(shí)，也做了SoC表面溫度測(cè)量。在CPU 100%工作2分鐘后測(cè)量Soc表面溫度，下圖是PI 3的溫度

SoC表面溫度已經(jīng)達(dá)到70℃，手指已經(jīng)不能放到SoC表面了，很燙。

如果需要使用PI 3長(zhǎng)期高負(fù)荷運(yùn)作建議使用散熱片或風(fēng)扇。

下圖是PI 2的Soc表面溫度：

SoC表面溫度穩(wěn)定在49℃，不是很熱手指放在SoC表面沒(méi)有感覺(jué)很燙。

(3) memtester測(cè)試

memtester 是內(nèi)存壓力測(cè)試工具，原本是用來(lái)測(cè)試內(nèi)存錯(cuò)誤的，在這項(xiàng)測(cè)試中我們不測(cè)試錯(cuò)誤，添加一個(gè)計(jì)時(shí)功能，測(cè)試給定256M內(nèi)存所使用的時(shí)間來(lái)衡量CPU和內(nèi)存的性能。

樹(shù)莓派3的測(cè)試結(jié)果

樹(shù)莓派2的測(cè)試結(jié)果

PI 3完成時(shí)間接近516s，樹(shù)莓派完成時(shí)間接近1319s，時(shí)間差了十分多鐘，這說(shuō)明樹(shù)莓派3的內(nèi)存性能還是提升明顯，畢竟SoC性能提升，內(nèi)存頻率也提高了一倍。

接下來(lái)我們?cè)僭囋?a href="#" class="popmorelink">PI 3的wifi和bluetooth

(4) GPU測(cè)試

小編還簡(jiǎn)單的測(cè)試了一下GPU的性能，使用OMXPLAYER 播放720P TOP GEAR MKV文件，視頻播放非常流暢，如下圖：

無(wú)論是快進(jìn)，快退都不會(huì)卡頓。

接下來(lái)在測(cè)試1080P TOP GEAR MKV文件的時(shí)候未能打開(kāi)視頻文件，可能是視頻的編碼方式不匹配，但是打開(kāi)了其他的1080P MP4文件時(shí)可以打開(kāi)，視頻文件播放同樣流暢，SoC表面也沒(méi)有很熱。因?yàn)镚PU只是頻率變化其他都沒(méi)有變化，所以這里也就不測(cè)試PI 2了。

(5) wifi和bluetooth

PI 3系統(tǒng)中使用wifi 就和windows中一樣簡(jiǎn)單，如下圖：