德承(cincoze)GM-1000 嵌入式 GPU 计算机评测

原文链接:Cincoze GM-1000 Embedded GPU Computer Review 由Ian W. Morrison撰写。

Cincoze gm 1000 industrial computer NVIDIA GPU

Cincoze,作为专业的嵌入式系统厂商,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:

硬件产品配件

硬件产品配件
硬件产品配件

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):

产品规格
产品规格

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:

硬件信息

硬件信息

硬件信息

硬件信息

硬件信息
硬件信息

然后,将电源计划设置为”最高性能”:

设置电源计划
设置电源计划

并运行了一些基准测试来查看Windows下的性能:

Windows下的基准测试

Windows下的基准测试

Windows下的基准测试

Windows下的基准测试

Windows下的基准测试

Windows下的基准测试

Windows下的基准测试
Windows下的基准测试

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

Blender 'BMW' 基准测试

Blender 'BMW' 基准测试
Blender ‘BMW’ 基准测试

对于我特定的一组 Phoronix 测试程序测试,结果为:

Phoronix 测试
Phoronix 测试

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:

电源节流限制
电源节流限制

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:

Ubuntu硬件信息

Ubuntu硬件信息

Ubuntu硬件信息

Ubuntu硬件信息
Ubuntu硬件信息


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:

构建 Linux 5.4

构建 Linux 5.4
构建 Linux 5.4
sbc-bench.sh 脚本
sbc-bench.sh 脚本
Linux基准测试
Linux基准测试

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

Blender 'BMW' 基准测试
Blender ‘BMW’ 基准测试
Blender 'BMW' 基准测试
Blender ‘BMW’ 基准测试

对于同一组 Phoronix 测试程序测试,结果为:

Phoronix 测试
Phoronix 测试

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:

重复CPU的Blender“ BMW”基准测试
重复CPU的Blender“ BMW”基准测试

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Windows 上,播放视频
在Windows 上,播放视频

在Ubuntu上播放视频,显示没有问题:

Ubuntu 上视频播放
Ubuntu 上视频播放

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:

Ubuntu 上视频播放
Ubuntu 上视频播放

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:

CPU温度测试
CPU温度测试

图片描述:

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:

CPU温度测试
CPU温度测试

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:

CPU温度测试
CPU温度测试

测试结束后,CPU 迅速降至 37°C,然后返回到 32°C:

CPU温度测试
CPU温度测试

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:

Ubuntu运行“stress”测试
Ubuntu运行“stress”测试

然后在没有风扇的情况下重复运行:

Ubuntu运行“stress”测试
Ubuntu运行“stress”测试

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:

Blender基准测试
Blender基准测试

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。您可以在OnLogic 网站上查看美国的定价和选项。

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