sabato 18 agosto 2018
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Raspberry Pi 3B+ , La prova sul campo

introduzione

Già leggo nei vostri pensieri: “ancora Raspberry Pi 3B+? Abbiamo già letto tutte le prove”.
E abbiamo già fatto anche noi la presentazione di questo nuovo modello (clicca il link per conoscere le specifiche tecniche di questo modello).
Allora perché torniamo a parlarne? Bè, perché lo abbiamo sotto le nostre grinfie da un po’, e un conto è limitarsi alle specifiche tecniche, alle migliorie: basterebbero i comunicati stampa ufficiali per quello. Tutto un altro conto è metterlo alla prova nell’uso reale, “sporcarsi le mani” e vedere come se la cava, al confronto con gli altri modelli. Grazie a Melopero, abbiamo infatti il Raspberry Pi 3B+ da diversi mesi, e ora è giunto il momento di “tirare le somme” sulle nostre impressioni d’uso.

Aspetto

Non so perché, ma mi stupisco sempre delle dimensioni dei Raspberry Pi. Non è cambiato nulla dalle dimensioni solite dei Raspberry modello B “full size”, Nonostante abbia detto e scritto migliaia di volte, “il pc grande come una carta di credito”, ogni volta che apro la scatola di un Raspberry Pi, il primo pensiero irrazionale è “come è piccolo!”. Piccolo ma grande: ho in mano il più potente Raspberry Pi mai prodotto, il Pi che è attualmente il modello di riferimento, la produzione di punta.
Il layout è molto simile al “fratello” Raspberry Pi 3, leggermente più pulito, più ordinato, grazie alla re-ingegnerizzazione della zona della scheda attorno al chip di alimentazione e attorno al nuovo chip di gestione della USB e rete.
Salta subito all’occhio la schermatura del comparto a radiofrequenza, impreziosita dall’incisione del logo del lampone, che rende immediatamente riconoscibile la scheda.
L’esemplare in prova, fornito da Melopero, è prodotto nel Regno Unito su licenza da RS Components – Allied Electronics.

Le migliorie

Ripassiamo velocemente quali sono gli upgrade (rispetto al modello Pi 3) che sono rappresentati da quel “+”:

  • CPU ARM Cortex-A53 a 64 bit quad-core a 1.4GHz
  • LAN wireless 802.11ac dual band e Bluetooth 4.2 LE
  • Ethernet più veloce (Gigabit Ethernet su USB 2.0)
  • Supporto Power-over-Ethernet (con HEP ​​PoE separato)
  • Miglioramento della rete PXE e avvio da dispositivi USB
  • Migliore gestione termica : 200 MHz in più di frequenza di clock della CPU, larghezza di banda triplicata (cablata e wireless) e capacità di mantenere prestazioni elevate per molto più tempo.

SoC e Processore

SOC
Nessuna rivoluzione, è la stessa CPU BCM2837 a 64-bit del Pi 3, e stessa GPU, ma in un packaging diverso (ora, finalmente, è metallico e si chiama BCM2837B0). Questo piccolo dettaglio, assieme a una re-ingegnerizzazione interna, permette una distribuzione del calore prodotto dalla CPU e dalla GPU molto più uniforme, e permette di trasportarlo e diffonderlo molto più efficacemente verso l’esterno. In altre parole, scalda relativamente meno, perché dissipa e distribuisce il calore in maniera molto più uniforme sulla propria superficie. E di conseguenza su tutta la scheda. E’ incredibile sentire leggermente calde anche le parti metalliche di LAN e USB!
Vedi il confronto fotografico effettuato con una termo-camera:

fotografie termografiche
image from TheMagPi #68 – licenza CC BY-NC-SA 3.0

Questo ha consentito di osare un innalzamento di 200Mhz del clock massimo della CPU (da 1200 a 1400Mhz), che porta migliori prestazioni, quando sono necessarie.
Tra l’altro, la termo-camera permette anche di capire quanto sia inutile il dissipatore per il chip USB controller che viene proposto in qualche kit (semmai sul chip di alimentazione), e come il calore venga diffuso su una superficie più ampia sul nuovo modello, che si può quindi dire che scalda meno del precedente Raspberry Pi 3 (che da questo punto di vista, in effetti, non brillava).

Il test

Vediamo un confronto prestazionale tra tutti i modelli di Raspberry Pi prodotti fino a ora, grazie alla rivista ufficiale della Fondazione Raspberry Pi: The Mag Pi (sul nostro blog, trovate i vari numeri, tradotti in italiano).

CPU

Partiamo, ovviamente, dalle prestazioni della CPU, con il benchmark di Sysbench:


Qui, un valore di secondi più basso, indica prestazioni migliori. Vediamo che quando si arriva al Pi 2, Pi e e Pi 3B+, il salto prestazionale è evidente, sopratutto con il codice scritto per usare i più core che questi processori dispongono. La CPU del Pi3B+ è più veloce, rispetto al Raspberry Pi B originale, di più di 11 volte.
Si nota anche che le prestazioni di un Pi 2 con codice non ottimizzato per esso, sono appena un pelo superiori a quelle dell’economicissimo Pi Zero..

Memoria


L’accesso alla memoria è forse il settore in cui il clock più alto porta beneficio: costante ascesa con i modelli più veloci. Il Pi 3B+ si conferma 6/7 volte più veloce a scrivere/leggere nella memoria, rispetto al raspberry Pi B originale.

Python


Una prova un po’ più reale: tramite uno script python si comanda un pin del GPIO in un cliclo di continue alternanze di livello logico (ALTO/BASSO). Anche qui vediamo come dal Pi 2 in su, ci sia una netta impennata delle prestazioni (il valore più alto significa più commutazioni del pin in un secondo, cioè una esecuzione più rapida)

Ho testato la CPU anche con questo script Python:

Che calcola mille volte la sequenza di Fibonacci.
Ecco i risultati (un numero più basso, indica un tempo di esecuzione più breve, quindi una prestazione migliore):

Script Python Fibonacci
Modello Risultato
Zero W 0.0026316
Pi 3 0.0008745
Pi 3B+ 0.0007642

Infine, ecco i risultati di Raspberry Pi Benchmark Test V 3.0 di AikonCWD, uno script bash che effettua dei test in sequenza.
Zero W:
Pi 3:
Pi 3B+:

Connettività

Questo comparto del Pi 3B+, ha visto dei cambiamenti importanti: il WiFi è diventato ora a doppia banda (2,4Ghz e 5Ghz) e il Bluetooth è alla versione 4.2 LE (low Emission), mentre il controller dell’Ethernet è ora di tipo Gigabit.
WirelessPi 3B+

Per la parte wireless, come già detto, tutte le sue componenti sono ora incapsulate da uno schermo metallico che si fregia del logo di Raspberry Pi. Questo permette di rientrare nelle specifiche della certificazione FCC, cosa che renderà molto più semplice certificare apparecchi derivati dal Raspberry Pi 3B+ in ambito industriale.

LANPi3B+

Il Pi 3 aveva una ricezione Wifi un po’ “sorda”, a causa della sola antenna su chip. Tanto è che il piccolo Raspberry Pi Zero W, con la sua antenna risonante su PCB sviluppata da Proant, aveva prestazioni migliori. Con il Pi 3B+, il Raspberry di punta colma questo gap: adotta una antenna su scheda del tutto similare a quella del Pi Zero W, sempre su licenza Proant. Vediamo nei test se le prestazioni ne traggono vantaggio.

Mentre l’utilizzo del termine “Gigabit” ha portato qualche fraintendimento e anche qualche piccola polemica. Il nuovo contoller LAN, è a tutti gli effetti di capacità Gigabit (1000 Mbit/sec), ma essendo pilotato da un unico canale USB 2.0, la larghezza di banda massima è in realtà di circa 300 Mbit/sec, che scende vistosamente se contemporaneamente si utilizzano le USB o la microSD (anch’essa comandata tramite un canale USB). Molto male quindi? Direi di no, prima la massima velocità dell’ Ethernet era 97 Mbit/sec, con le stesse limitazioni di condivisione USB. A conti fatti, le prestazioni in questo campo sono praticamente triplicate. Certo non è una piena Gigabit, ma è comunque più veloce di quanto non sia mai stata una porta di rete di Raspberry Pi.

Il test wireless

I risultati con Iperf, tra router Wifi e il WiFi integrato del Pi3B+, del Pi 3 e del Pi Zero W, ovvero di tutti i modelli Raspberry Pi con WiFi integrato, 2,4Ghz.
Per effettuare le prove, similarmente a quanto già fatto nella recensione del modello Zero W, ho utilizzato i software wavemon e iperf, e il seguente script:
watch -n1 "awk 'NR==3 {print \"Livello Segnale = \" \$3 \"00 %\"}''' /proc/net/wireless"

Purtroppo, non sono stato in grado di effettuare test a 5Ghz, per un bug software del mio smartphone (unico apparecchio con Wifi a 5 Ghz in mio possesso).

Raspberry Pi 3B+
Wavemon Iperf Script
Distanza (m) Ostacoli Qualità % livello dBm Link Mbit/s Mbit/s Livello %
2 1 parete 80 -54 150 93.5 60
3 2 pareti 73 -59 150 79.4 51
7 2 pareti 60 -68 108 50.6 42
6 3 pareti 55 -71 81 52.3 39
Raspberry Pi 3
Wavemon Iperf Script
Distanza (m) Ostacoli Qualità % livello dBm Link Mbit/s Mbit/s Livello %
2 1 parete 77 -56 65 27.9 55
3 2 pareti 66 -63 65 39.1 47
7 2 pareti 57 70 52 27.5 39
6 3 pareti 40 -82 26 10.2 39
Raspberry Pi Zero W
Wavemon Iperf Script
Distanza (m) Ostacoli Qualità % livello dBm Link Mbit/s Mbit/s Livello %
2 1 parete 80 -54 65 47.5 51
3 2 pareti 64 -65 65 36.9 45
7 2 pareti 63 -66 52 34.6 44
6 3 pareti 55 -71 39 28.3 39

Il Pi 3 “normale” si conferma in difficoltà con l’aumento della distanza e degli ostacoli.
Pi 3B+ offre prestazioni decisamente migliori.

Il test cablato

Ecco i risultati di Iperf, misurati tra Raspberry Pi 3B+ e un portatile windows connessi alla stessa LAN Gibabit.
Verso Raspberry Pi 3B+ = 305 Mbits/sec
Verso Pc portatile Windows = 231 Mbits/sec

POE Power-over-Ethernet

AlimentazionePi3B+
Il nuovo chip di alimentazione ha consentito, in maniera indiretta, di aggiungere anche altre feature, meno evidenti forse delle precedenti. Tra queste, una discretamente attesa era il POE (Power Over Ethernet), cioè la possibilità di alimentare il Raspberry tramite il cavo di rete, utilizzando un unico cavo per la connessione e l’alimentazione.
Non sono mai stato un grande fan di questo sistema (preferisco, per concetto, tenere alimentazione e segnali ben separati, preferisco cavi di alimentazione di sezione ben più generosa, preferisco evitare ogni possibile fonte di interferenza), però, in effetti molti utenti hanno richiesto a gran voce questa possibilità.
Il supporto per il POE quindi ora è presente, ma per poterlo utilizzare sarà necessaria comunque una scheda aggiuntiva, che va a sormontare il Pi3B+, collegandosi ai 4pin supplementari del nuovo connettore specifico. Andandolo a ricoprire completamente, hanno integrato una piccola ventola in essa, per far circolare aria sulla CPU.

Impressioni d’uso

C’è qualcosa che mi ha colpito di questo Raspberry Pi 3B+? Si. Innanzitutto le

Prestazioni

Non uso spesso Raspbian con Pixel, preferisco distribuzioni più specifiche (ad esempio OSMC, se devo fare un uso mediacenter) o più essenziali, per gli altri utilizzi non Desktop (DietPi o Rasplbian Lite)…
Ma devo dire che mi ha stupito la prontezza e l’usabilità dell’ ultima versione di Raspbian Stetch con Raspberry Pi 3B+. Il boot al desktop avviene in pochissimi secondi, Chromium consente un utilizzo del web più che sufficiente per la maggioranza delle persone, l’ambiente è pulito, professionale e finalmente molto reattivo, il bouquet di programmi a corredo è molto ben curato. Ebbene si, l’accoppiata Pi 3B+ e Raspbian Stretch si può ora usare tranquillamente per l’utilizzo desktop, quell’utilizzo che la maggior
parte delle persone associa all’esperienza con i computer.
Certo, serve qualche accorgimento per via delle limitazioni (rappresentate soprattutto dalla quantità di RAM), ma il miglioramento della gestione dell’alimentazione e del calore, e la conseguente evoluzione e ottimizzazione delle prestazioni anche a lunga durata, assieme agli altri upgrade di questo modello, donano una velocità generale molto meno affetta da “colli di bottiglia”.
l’accesso alla RAM è più veloce, le prestazioni di rete sono adeguate all’uso domestico. Ora, il primo limite all’orizzonte, è rappresentato proprio da quel singolo Gigabyte totale di RAM. Ma, per voce di Eben Upton in persona, 1 Gb è il limite fisico di questa implementazione del SoC.

Calore

Mi ha colpito anche la distribuzione del calore. Ok, un involucro metallico sul SoC ha molto più senso, sopratutto con l’utilizzo dei dissipatori. Ma sinceramente non pensavo che la distribuzione del calore andasse così oltre il processore. Dopo qualche ora di utilizzo, tutta la scheda è sensibilmente più calda di quanto ci si aspetti.
E’ un male? Non come può sembrare. Cinque gradi in più sullo schermo dell’Ethernet (ad esempio), significano 5 gradi in meno sul processore. E questo vale per ogni parte tutt’intorno.
Il Raspberry Pi 3 non mi è mai stato molto simpatico per la produzione di calore, regolarmente mi scioglie la colla che fissa il dissipatore, che così tende a scivolare in basso. Questo modello pare abbia risolto quel problema, “spalmando” il calore il più possibile.
Lo dico nel modo più chiaro possibile: A mio parere, il Pi 3B+ si può utilizzare a 1400Mhz senza alcuna fastidiosa ventola (le odio), ma solo con il dissipatore passivo.

Consumi


Poteva essere tutto rose & fiori? Certo che no, dopotutto ogni rosa ha le sue spine. Eccoci arrivati alla nota dolente: i consumi. Le prestazioni maggiori, hanno un costo, e questo costo, è un consumo di energia maggiore dei predecessori.
Intendiamoci: Raspberry Pi 3B+ consuma pochissimo in termini generali, solamente consuma di più dei modelli precedenti. Non riceverete bollette esagerate dal vostro gestore di energia elettrica solo perché avete aggiunto un Raspberry Pi 3B+ acceso 24h/24h ai vostri consumi (il consumo annuo, in questo caso, immaginandolo quasi sempre a pieno carico, può essere superiore quasi del 65% rispetto al predecessore Raspberry pi 3. Ma, tradotto in pratica, prima di disperarvi, sappiate che parliamo di circa 8 euro di consumo di corrente elettrica annua contro i poco più di 5 del Pi 3 “normale”).
Nessuna tragedia, quindi, ma questa differenza diventa importante nel caso di progetti alimentati a batterie o pannelli fotovoltaici, in cui, questo modello, potrebbe non risultare essere la scelta migliore ai fini del progetto specifico.

Come mai ancora la stessa GPU?

Diciamocelo: il primo Raspberry Pi era forte: il computer completo più economico del mondo, potevi farci tutto, collegarlo alla TV, e supportava il FullHD 1080p a 30fps, con accelerazione hardware per la decodifica di h264 integrata. Usarlo come media center, vista la facilità e la potenza, è un passaggio che hanno fatto davvero in tanti.
E ora? Anni dopo? Supporto UHD a 4k, 60 fps? Decodifica h265 in hardware? No, no. Niente di tutto questo.
La GPU resta la VideoCore IV 3D, perché è l’unica GPU con capacità 3D pubblicamente documentata per i SoC basati su Arm. E l’intenzione ribadita con chiarezza dalla Fondazione Raspberry Pi è quella di volere Raspberry sempre più Open, e non il contrario.

Lo compro?

Se l’acquisto serve solo a sostituire un Pi 3, prima di averlo provato, rispondevo un secco “no”. Dopo aver tastato con mano, rispondo “ni”. Infatti, per utilizzi particolari e molto intensivi di CPU e connettività di rete, dove questi risultino saturati per la maggior parte del tempo, il passaggio al “fratelllo maggiore” può essere una scelta da prendere in considerazione.
Una boccata d’aria fresca, in tutti i sensi: le maggiori prestazioni permetteranno di non essere sempre al 100% delle risorse, e la migliore gestione delle temperature migliora l’affidabilità.
Se l’acquisto è per un nuovo Pi, o per sostituire un Pi precedente al 3, non c’è alcuno dubbio! Che aspettate? Correte subito a procurarvi il più potente Raspberry Pi mai prodotto! Con Melopero c’è anche uno sconto riservato agli iscritti a questa Commnunity!

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A proposito di Zzed

Zzed
Appassionato di informatica alternativa, ma perenne novellino di Linux..

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