德承GM-1000嵌入式GPU计算机的评测

备注：cincoze即北京德承智行科技有限公司，成立于2009年。是一家工业计算机领域的整机系统提供商。一直专注于自动驾驶、机器视觉、机器人、人脸识别安防领域。

德承（Cincoze）推出了一款工业嵌入式GM-1000 GPU计算机。这款计算机具有很高的可扩展性，可支持一个MXM GPU模块扩展。作为一款坚固型嵌入式计算机，可被动冷却或使用附加风扇主动冷却，可承受 -40°C – 70°C 的工作温度，还具有5G / 50G的振动/抗冲击能力，能够承受跌落或撞击的影响。该计算机俱全一个紧凑、可靠、高性能计算系统所需的性能，而这系统适用于机器视觉，图像处理和人工智能领域的现场应用。

在本篇评测中，将从Windows和Ubuntu的一些性能指标，以及散热展开分析。

硬件概述

此次用到评测的型号是Intel Core i7-9700TE CPU， 一个八核八线程1.80 GHz Coffee Lake-R处理器，通过Intel的UHD Graphics 630可以提高到3.80 GHz。此外，还配备了一个可安装的NVIDIA Quadro嵌入式 P2000 MXM模块，32GB RAM和512GB NVMe驱动器，以及2个10G Intel X550 RJ45 LAN端口扩展和一个“外部风扇套件”，该风扇套件可在设备顶部安装四个80mm风扇：

从外观上看，该装置看起来像一个巨大的散热器，尺寸为260毫米x 200毫米x 85毫米（10.24 x 7.87 x 3.35英寸），重量为4.6千克（10磅2.26盎司）。 它还需要额定功率为221W的大型功率砖（GST220A24-CIN）。

GM-1000 的完整规格如下（含可配置/扩展选项）：

评测方法

作为一个工业产品，本次测评中使用  Windows 10 IoT Enterprise LTSC版本 1809 和 Ubuntu 18.04.5 LTS发行版的双启动进行评测，并使用一系列常用的 Windows 基准测试/ Linux 的等效测试以及 Thomas Kaiser 的“sbc-bench”等进行测试。

这是一套不同的 CPU 性能测试，在 Ubuntu 上运行时侧重于服务器性能。此外，为了方便比较，使用了”Phoronix 测试程序”对 Windows 和 Ubuntu 上的同一组测试进行基准测试。

在 Ubuntu 上，还使用了默认配置编译了 v5.4 Linux 内核，作为性能测试。

在进行基准测试之前，安装和更新执行所有有必要的。此外，也对每一个操作系使用的设备的一些基本详细信息进行了了解。

安装问题

嵌入式 GPU 计算机配备了 Ubuntu，该计算机已安装有预配置用户（”cincoze”）和未知密码。

要通过单个监视器去启动 Ubuntu，有六个连接选项，即设备背面的HDMI或DisplayPort输出或设备正面的四个DisplayPort输出中的任何一个，这些连接由MXM-P2000模块提供。

然而，如果要启动进入到BIOS的话，设备正面的四个DisplayPort输出可以显示任何内容。如要安装USB启动时，也是显示如此。因此，Windows是使用正面DisplayPort连接安装的，而安装后，没显示检测到以太网。

幸运的是，除了P2000所需的NVIDIA驱动程序外，所有需要Windows驱动的程序均可从Cincoze的“SUPPORTS”网页上获得。

在安装NVIDIA驱动程序后，当显示器连接背面输出端口进行启动时，显示器是通过Intel UHD Graphics 630启动的；如果连接的是正面DisplayPort，显示器则是通过NVIDIA Quadro P2000启动。

安装 Ubuntu 同样简单，无需选择”安装图形第三方软件”选项，即可安装。虽然在显示器连接到后方HDMI输出时，启动没有显示（已同时用’nomodeset’测试过）；但当显示器前DisplayPort输出时，显示是可与Ubuntu一起使用，因为这时使用了’llvmpipe’图形驱动程序，所以可使用“软件和更新”中的“其他驱动程序”来选择和使用NVIDIA驱动程序元包。

然后，无论使用后输出端口还是前输出端口进行连接，图形显示驱动程序始终显示为 Quadro P2000。

同理，用后输出端口连接去启动 GRUB 菜单，也是看不到这一点，但用其中一个前台端口输出连接时，才能看到这一点。

需额外留意的一点是，”Phoronix 测试程序”基准中的”Selenium”测试会拒绝运行”Chrome”选项，因此必须手动运行Octane测试并将编辑进最终结果。

Windows性能

先安装了Windows 10 Enterprise LTSC 评估版本1809并更新到OS内部版本17763.1637。快速查看硬件信息：

然后，将电源计划设置为”最高性能”：

并运行了一些基准测试来查看Windows下的性能：

我还针对CPU 和 GPU （CUDA）进行Blender ‘BMW’ 基准测试：

对于我特定的一组 Phoronix 测试程序测试，结果为：

由于处理器的 35W TDP 较低，加上PL1 设置在 35W，CPU 性能有限。导致的结果是”电源会受到节流限制”，此时处理器处于降频或节流状态，以确保在其散热范围内：

Ubuntu性能测试

将 Windows 分区缩小一半，创建一个新的分区后，此次安装了 UbuntuUbuntu 18.04.5 ISO 作为双启动器。安装和更新后，主要硬件信息如下：

接着，将CPU调节器设置为“高性能”模式，并运行一些Linux基准测试：

针对CPU 和 GPU （CUDA）进行Blender ‘BMW’ 基准测试：

对于同一组 Phoronix 测试程序测试，结果为：

在 Windows 中观察到的 CPU节流也发生在Ubuntu中。可以清楚地看出，在监视CPU利用率，最大频率和封装温度的同时，重复CPU的Blender“ BMW”基准测试时，会显示：

4K 视频播放

分别在Windows的Edge，Chrome和Kodi以及在Ubuntu的Firefox，Chrome和Kodi中测试4K视频播放。测试结果显示，在30 FPS测试中没有问题，但在60 FPS 4K时， Windows上的浏览器播放时，偶尔会丢帧：

在Ubuntu上播放视频，显示没有问题：

虽然在 Ubuntu 上不支持 NVIDIA 图形的硬件加速，但解码 VP9 和 10 位 HEVC （H.265） 视频进行软件解码时，播放仍然完美无瑕：

Thermals

在基准测试期间，室温约为 24°C，在Windows上运行Blender时，CPU 温度达到 69°C 的峰值，而外部散热器的表面温度则达到59°C，这会导致过热而无法触摸。

这对于无风扇金属外壳来说，实际上是正常的，因为热量应该通过外壳散发而不是散发到内部。

由于设备是被动冷却的，因此CPU和散热器都需要一段时间才能冷却。

为了更直观地说明这一点，使用Ubuntu 运行了”stress”程序，显示 CPU 立即达到 60°C，然后在室温为23°C时，攀升至最高平均66°C：

测试后，立即得到散热器表面的温度为 57°C。

20 分钟后，CPU 降至平均 52°C（其中一个 CPU 为 58°C），散热片降至 50°C：

安装可选的外部风扇套件后，风扇持续运行，尽管可以使 CPU 的平均温度达到 32°C，但在 50 dBA 时会产生很大的嘈音，

再次运行”stress”测试时，CPU 温度立即达到 40°C，然后攀升至平均 44°C：

测试结束后，CPU 迅速降至 37°C，然后返回到 32°C：

由于风扇组件覆盖了散热片，因此无法测量散热片的温度。

运行”Stress”测试时，首先要使用外部风扇监控CPU利用率，最大频率和封装温度：

然后在没有风扇的情况下重复运行：

再次表明CPU节流与功率有关，与温度无关。

Windows vs Ubuntu在Cincoze GM – 1000

虽然对两个操作系统细末比较，超出了这次评测的范围。但值得注意的是，有一些关键发现是可以进一步测试的。首先可看看，两个系统之间常见的性能工具。

总体而言，Ubuntu 在大多数基准测试中的表现比Windows稍好一些，这可以通过在每个操作系统中比较相同的Blender（一款免费开源三维图形图像软件）基准来直观地显示出来：

有趣的是，空闲时， Windows的CPU频率高于 Ubuntu，但是当 CPU 处于负载时，这种情况是相反的。

网络

在Ubuntu上使用“iperf”测量后置1GB以太网端口的网络连接吞吐量。上传测量为 934 Mbit/秒，下载速度为 908 Mbit/秒。

功耗

未安装风扇的功耗测量如下：

• 关闭电源（关闭）-3.4W（Windows）和5W（Ubuntu）
• BIOS*- 44.8W
• GRUB启动菜单-46.1W
• 空闲–27.9W（Windows）和5W（Ubuntu）
• CPU-103.2W，然后4W（Windows”cinebench”）和71.6W然后56.4W（Ubuntu ” stress “）
• 4K 60 FPS 视频** – 58.7W （Windows Edge） 和2/74.3W （Ubuntu  Firefox/Chrome）

*BIOS（见下文）

**功率值波动，因此该值是中值高功率读数和中值低功率读数的平均值。 Ubuntu Chrome的4K 60 FPS视频功耗高于其他浏览器。

BIOS

BIOS 不受限制的，并在用户手册中进行了详细介绍。

最终结论

GM-1000 嵌入式 GPU 计算机的被动性能良好，而设备的关键亮点是可配置性、可扩展性和高质量的文档。你可以在OnLogic 网站上查看美国的定价和选项。

Nicholas Dong 董巷

文章翻译者：Nicholas，技术支持工程师、瑞科慧联（RAK）高级工程师，深耕嵌入式开发技术、物联网行业多年，拥有丰富的行业经验和新颖独到的眼光！