在NanoPi NEO3 和 Nano R2S 的第一部分评测中，我发现这两个微型网关均由 Rockchip RK3328 处理器驱动，但具有不同特性： NEO3 配备了一个千兆以太网端口和一个 USB 3.0 端口，而 R2S则配备了双千兆以太网端口和一个 USB 2.0 端口。
我现在准备基于 Ubuntu 20.04 Focal 的 Armbian 20.08.1 版本对这两个网关进行评测。需要注意的是，目前NanoPi R2S可正式使用Armbian系统，而NanoPi NEO3则被定义为“适用于测试”。话虽如此，但我在使用NEO3时并没有遇到什么特别的问题，这大概是因为在R2S 论坛上能比较容易获得相应的支持。
USBImager烧录了两张 microSD 卡：
- Armbian_20.08.1_Nanopi-r2s_focal_current_5.8.6_minimal.img.xz
- Armbian_20.08.1_Nanopineo3_focal_current_5.8.6_minimal.img.xz
这两个镜像是基于Linux 5.8.6内核的Ubuntu 20.04系统，但由于 Armbian 总是在更新，我最终用的是基于Linux 5.8.15 内核的版本进行评测，并重点进行热测试、以太网和 USB 性能测试。
系统设置
由于两者都是无界面系统，因此你无法将它们连接到任何显示器进行配置，但是可以通过 SSH （用户名root ，密码1234 ）对这两个设备进行配置。
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jaufranc@cnx-laptop-4:~/edev/sandbox$ ssh root@192.168.1.11 The authenticity of host '192.168.1.11 (192.168.1.11)' can't be established. ECDSA key fingerprint is SHA256:9zJ3dqlsSKuFU5pXTxIZJ8RaBMolJOx8SN+s74SjVv8. Are you sure you want to continue connecting (yes/no/[fingerprint])? yes Warning: Permanently added '192.168.1.11' (ECDSA) to the list of known hosts. root@192.168.1.11's password: _ _ ____ _ _ _ _____ | \ | | _ \(_) | \ | | ___ ___ |___ / | \| | |_) | | | \| |/ _ \/ _ \ |_ \ | |\ | __/| | | |\ | __/ (_) | ___) | |_| \_|_| |_| |_| \_|\___|\___/ |____/ Welcome to Armbian 20.08.1 Focal with Linux 5.8.6-rockchip64 No end-user support: work in progress System load: 0.00 0.07 0.22 Up time: 19 min Local users: 2 Memory usage: 5 % of 1919MB IP: 192.168.1.11 CPU temp: 58°C Usage of /: 22% of 3.4G Last login: Thu Sep 3 19:53:03 2020 New to Armbian? Documentation: https://docs.armbian.com Support: https://forum.armbian.com New root password: ********** Repeat password: ********** Detected timezone: Asia/Bangkok (+07, +0700) Do you want to set locales and console keyboard automatically from your location [Y/n] Generating locales: th_TH.UTF-8 Console keyboard layout: th Creating a new user account. Press <Ctrl-C> to abort Please provide a username (eg. your forename): jaufranc Create password: ********** Repeat password: ********** Please provide your real name (eg. John Doe): Jean-Luc Dear Jean-Luc, your account jaufranc has been created and is sudo enabled. Please use this account for your daily work from now on. |
首次登录时，Armbian系统会引导我们设置新的 root 密码、更新区域设置并创建新的用户帐户。
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ssh jaufranc@192.168.1.8 jaufranc@192.168.1.8's password: _ _ _ ____ ____ ____ | \ | | __ _ _ __ ___ _ __ (_) | _ \|___ \/ ___| | \| |/ _` | '_ \ / _ \| '_ \| | | |_) | __) \___ \ | |\ | (_| | | | | (_) | |_) | | | _ < / __/ ___) | |_| \_|\__,_|_| |_|\___/| .__/|_| |_| \_\_____|____/ |_| Welcome to Armbian 20.08.1 Focal with Linux 5.8.6-rockchip64 System load: 0.01 0.02 0.06 Up time: 19 min Memory usage: 11 % of 979MB IP: 192.168.1.8 CPU temp: 46°C Usage of /: 6% of 15G [ Menu-driven system configuration (beta): sudo apt update && sudo apt install armbian-config ] To run a command as administrator (user "root"), use "sudo <command>". See "man sudo_root" for details. |
NanoPi R2S 配备 1GB RAM在空闲时温度为46°C ，而 NanoPi NEO3 配备 2GB RAM在启动几分钟后，CPU 空闲时温度为 58°C，由此可见，金属外壳确实对NanoPi R2S散热有帮助。
接下来，让我们安装 armbianmonitor 来获取温度图表：
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sudo armbianmonitor -r Extracting templates from packages: 100% to 5 minutes. Be patient please<br>กำลังเลือกแพกเกจ perl-modules-5.30 ที่เดิมไม่ได้เลือก<br>(กำลังอ่านฐานข้อมูล ... 20537 แฟ้มและไดเรกทอรีติดตั้งอยู่) ... Restarting rpimonitor (via systemctl): rpimonitor.service. กำลังประมวลผลการสะกิดสำหรับ systemd (245.4-4ubuntu3.2) ... กำลังประมวลผลการสะกิดสำหรับ libc-bin (2.31-0ubuntu9) ... Now you're able to enjoy RPi-Monitor at http://192.168.1.8:8888 |
也许我不应该让初始脚本从我所在的位置自动设置语言环境和控制台键盘，那我们就通过安装 armbian-config 来更改这些设置吧：
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sudo apt update && sudo apt install armbian-config sudo armbian-config |
选择Personal – Timezone, language, hostname，然后使用Locales来启用/禁用我们想要使用的语言环境，最后选择默认语言环境，如下图所示。
这里我选择的是 C.UTF-8，其目的是希望其余部分中的命令输出都是英文。
使用 SBC Bench 进行 NanoPi NEO3 / R2S 热测试
我将使用 Thomas Kaiser 的sbc-bench.sh脚本对系统进行基准测试，并检查CPU是否有使用率降低的情况：
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wget https://raw.githubusercontent.com/ThomasKaiser/sbc-bench/master/sbc-bench.sh chmod +x sbc-bench.sh sudo ./sbc-bench.sh -c |
NanoPi R2S 结果：
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sbc-bench v0.7.3 Installing needed tools. This may take some time... Done. Checking cpufreq OPP... Done. Executing tinymembench. This will take a long time... Done. Executing OpenSSL benchmark. This will take 3 minutes... Done. Executing 7-zip benchmark. This will take a long time... Done. Executing cpuminer. This will take 5 minutes... Done. Checking cpufreq OPP... Done. ATTENTION: Throttling might have occured. Check the log for details. Memory performance: memcpy: 1823.3 MB/s memset: 8075.5 MB/s (4.9%) Cpuminer total scores (5 minutes execution): 5.19,5.10,5.09,5.08,5.07,5.06,5.05,5.04,5.03,5.02,5.01,5.00,4.99,4.98,4.97,4.96,4.95,4.94 kH/s 7-zip total scores (3 consecutive runs): 3871,3812,3731 OpenSSL results: type 16 bytes 64 bytes 256 bytes 1024 bytes 8192 bytes 16384 bytes aes-128-cbc 125653.55k 378521.71k 744476.42k 1011597.99k 1129977.17k 1137830.57k aes-128-cbc 125576.42k 378576.92k 742996.48k 1011358.04k 1129693.18k 1138059.95k aes-192-cbc 120053.83k 338667.82k 610043.48k 781201.41k 849619.63k 854573.06k aes-192-cbc 119750.26k 337591.06k 609919.74k 781286.06k 850703.70k 854425.60k aes-256-cbc 116585.73k 311847.45k 529623.72k 654216.53k 702300.16k 705473.19k aes-256-cbc 116563.15k 311329.66k 529655.89k 654095.70k 702305.62k 704872.45k Full results uploaded to http://ix.io/2Ahg. Please check the log for anomalies (e.g. swapping or throttling happenend) and otherwise share this URL. |
我们可以看到发生了使用率降低的情况，但数据和温度图表显示，使用率降低只发生在 7-zip 多线程基准测试的最后时期以及cpuminer 期间。
需要注意的是，测试时的室温约为 30-31°C。如果环境温度较低，则使用率降低的情况可能就不会发生。
让我们用 NanoPi NEO3 再次测试：
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sbc-bench v0.7.3 Installing needed tools. This may take some time... Done. Checking cpufreq OPP... Done. Executing tinymembench. This will take a long time... Done. Executing OpenSSL benchmark. This will take 3 minutes... Done. Executing 7-zip benchmark. This will take a long time... Done. Executing cpuminer. This will take 5 minutes... Done. Checking cpufreq OPP... Done. ATTENTION: Throttling might have occured. Check the log for details. Memory performance: memcpy: 1815.9 MB/s (0.6%) memset: 7900.5 MB/s (3.0%) Cpuminer total scores (5 minutes execution): 3.07,3.06,3.05,3.04,3.03,3.02,3.01,3.00,2.99,2.98,2.97,2.94,2.93 kH/s 7-zip total scores (3 consecutive runs): 2477,2431,2403 OpenSSL results: type 16 bytes 64 bytes 256 bytes 1024 bytes 8192 bytes 16384 bytes aes-128-cbc 109940.58k 327522.77k 635521.11k 857270.61k 951416.15k 959261.35k aes-128-cbc 109803.05k 329568.64k 641739.26k 877921.62k 970678.27k 965099.52k aes-192-cbc 104812.70k 294756.05k 525494.87k 667558.91k 721756.16k 728055.81k aes-192-cbc 104803.51k 293656.68k 526266.03k 667227.82k 726540.29k 728312.49k aes-256-cbc 102166.79k 270806.70k 453774.08k 557345.11k 601008.81k 598043.31k aes-256-cbc 101311.90k 271965.97k 453066.92k 554613.08k 596350.29k 602286.76k Full results uploaded to http://ix.io/2Ahn. Please check the log for anomalies (e.g. swapping or throttling happenend) and otherwise share this URL. |
显然机箱内的小散热器并没有对CPU起到太大帮助，因为使用率降低的情况很快就发生了，tinybench测试也受到了影响。尽管这两个平台都使用 Rockchip RK3328 处理器，但你会发现NEO3由于使用率降低而导致的基准测试分数要低得多。例如，R2S 在 7-zip 中的得分约为 3,800，而 NEO3 的得分仅为 2,450 左右，下降了 35%。
虽然30-31°C 的环境温度可能起了一定作用，但NEO3单线程基准测试会在 85°C 左右触发 CPU 使用率降低。这种类型的问题可能会经常发生，即使是在更冷的房间中也如此。
因现在温度高，NEO3会出现了CPU使用率降低情况，所以还是等待第二天凌晨 4 点时温度下降后再继续进行测试。
而凌晨 4 点 CPU 使用率降低情况发生率也出现了小高峰。
在crontab中找不到任何问题，却发现当时板子刚刚重新启动：
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jaufranc@nanopineo3:~$ uptime 14:49:29 up 10:48, 2 users, load average: 0.09, 0.10, 0.03 jaufranc@nanopineo3:~$ date Sun Oct 11 14:49:32 +07 2020 |
将NanoPi R2S 连接到同一个 100W 电源（MINIX NEO P2 USB-C 多端口电源），却没有重启：
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jaufranc@nanopi-r2s:~$ uptime 14:45:54 up 1 day, 7 min, 1 user, load average: 0.00, 0.00, 0.00 |
即使NEO3在sbc-bench.sh基准测试完成后大约 11 小时后，空闲温度直到重启也没有恢复正常。
使用 Syncthing 检查 NanoPi NEO3 温度
并非每个工作负载都需要 CPU 一直处于负载状态，因此为了检查 NanoPi NEO3 迷你 NAS 的性能，我计划通过 armbian-config 安装 OpenMediaVault (OMV)来进行测试。但因为 OMV 不支持 Ubuntu ，所以其安装包不存在。于是我打算安装 Debian 在板上加载 OMV，但我注意到 Syncthing 连续文件同步程序使用的也是以太网和存储，所以我最后选用它。
我按照Ubuntu的说明在我的计算机上添加了该程序，并将我计算机上的文件夹同步到 NanoPi NEO3 外接的硬盘驱动器上。
在笔记本电脑上的系统监视器上看到传输峰值不是连续传输速率，且下载速率变化很大，看起来像 Syncthing 一个一个地传输文件，因此系统上的负载没有达到应有的水平。事实上，在同步运行大约一小时后，温度从未超过 85°C。当时的室温大约是 28-29°C。
传输较大的文件（如视频）时，温度可能会达到峰值。
温度在 15:06 左右出现了下降，原因是笔记本电脑上的文件夹扫描未完成。而在主机上扫描了所有约 1,600 个文件 (70GB) 后温度又升了上去。
以太网性能
我安装了 iperf 用来测试网络性能。
NanoPi R2S 全双工 LAN 端口：
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[ 6] local 192.168.1.4 port 33936 connected with 192.168.1.8 port 5001 [ ID] Interval Transfer Bandwidth [ 6] 0.0-60.0 sec 5.85 GBytes 838 Mbits/sec [ 4] 0.0-60.0 sec 5.64 GBytes 806 Mbits/sec |
这达到的效果和预期一样好，因为板可以同时以高吞吐量在两个方向上移动数据。
NanoPi R2S WAN 端口全双工：
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Client connecting to 192.168.1.12, TCP port 5001 TCP window size: 178 KByte (default) ------------------------------------------------------------ [ 6] local 192.168.1.4 port 58254 connected with 192.168.1.12 port 5001 [ 4] 0.0-60.0 sec 6.35 GBytes 908 Mbits/sec [ 6] 0.0-60.0 sec 4.01 GBytes 574 Mbits/sec |
它在一个方向上很快，在另一个方向上则有点慢。对于大多数用例，这可能无关紧要，但如果你有一个同时下载和上传文件的 Torrent 节点，则性能可能不是最佳的。
测试了 R2S WAN 端口仅上传：
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[ ID] Interval Transfer Bandwidth [ 3] 0.0-60.0 sec 6.51 GBytes 931 Mbits/sec |
仅下载：
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[ ID] Interval Transfer Bandwidth [ 3] 0.0-60.0 sec 6.57 GBytes 941 Mbits/sec |
仅上传或仅下载性能都还可以。
接下来，切换到 NanoPi NEO3 全双工传输：
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Client connecting to 192.168.1.11, TCP port 5001 TCP window size: 178 KByte (default) ------------------------------------------------------------ [ 6] local 192.168.1.4 port 36400 connected with 192.168.1.11 port 5001 [ 4] 0.0-60.0 sec 6.53 GBytes 934 Mbits/sec [ 6] 0.0-60.0 sec 4.46 GBytes 638 Mbits/sec |
效果也不错，但在一个方向上仍然有点慢。
所以我也测试了仅上传：
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Client connecting to 192.168.1.11, TCP port 5001 TCP window size: 246 KByte (default) ------------------------------------------------------------ [ 3] local 192.168.1.4 port 36974 connected with 192.168.1.11 port 5001 [ ID] Interval Transfer Bandwidth [ 3] 0.0-60.0 sec 6.57 GBytes 940 Mbits/sec |
仅下载：
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Client connecting to 192.168.1.4, TCP port 5001 TCP window size: 722 KByte (default) ------------------------------------------------------------ [ 3] local 192.168.1.11 port 36982 connected with 192.168.1.4 port 5001 [ ID] Interval Transfer Bandwidth [ 3] 0.0-60.0 sec 6.57 GBytes 940 Mbits/sec |
两者都恰好是 940 Mbits/s，这对于如此小而便宜的设备来说非常有性价比的。
USB 性能
我已将 USB 3.0 硬盘驱动器连接到其中一个网关以检查 USB 性能，但是USB 驱动器上的分区都不会自动挂载：
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lsblk NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT sda 8:0 0 931.5G 0 disk ├─sda1 8:1 0 244.1G 0 part ├─sda2 8:2 0 244.1G 0 part ├─sda3 8:3 0 244.1G 0 part └─sda4 8:4 0 199.1G 0 part |
所以为了测试，我安装了 pmount…
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sudo apt install pmount |
为了以当前用户身份挂载 EXT-4 分区（即没有 sudo）：
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pmount /dev/sda2 cd /media/sda2 |
现在让我们在 NanoPi NEO RS2 上运行 iozone 来检查 USB 性能：
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iozone -e -I -a -s 100M -r 1024k -r 16384k -i 0 -i 1 Iozone: Performance Test of File I/O Version $Revision: 3.489 $ Compiled for 64 bit mode. Build: linux Include fsync in write timing O_DIRECT feature enabled Auto Mode File size set to 102400 kB Record Size 1024 kB Record Size 16384 kB Command line used: iozone -e -I -a -s 100M -r 1024k -r 16384k -i 0 -i 1 Output is in kBytes/sec Time Resolution = 0.000001 seconds. Processor cache size set to 1024 kBytes. Processor cache line size set to 32 bytes. File stride size set to 17 * record size. kB reclen write rewrite read reread 102400 1024 34079 34181 34261 34582 102400 16384 34401 34409 34471 34823 iozone test complete. |
因为我们有一个 USB 2.0 端口，所以传输速度大约 34MB/s 是可以的。
卸载驱动器：
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pumount /dev/sda2 |
并将其移至 Nano NEO3 以使用 USB 3.0 端口重复相同的步骤。
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iozone -e -I -a -s 100M -r 1024k -r 16384k -i 0 -i 1 kB reclen write rewrite read reread 102400 1024 50482 84674 86797 88894 102400 16384 79433 84791 85789 87346 |
结果传输速度更高，大约为 85MB/s，但对于使用 USB 3.0 端口的传输速度稍微有点令人失望，因为我通常在USB 3.0驱动器上获得的传输速度大约 90 到 100+MB/s。
结论
两者是用于不同用途的小网关，NanoPi R2S 配备两个千兆以太网端口和一个 USB 2.0 端口，而 NanoPi NEO3 配备一个千兆以太网端口和一个 USB 3.0 端口。这两种设备与 Armbian (Ubuntu Focal) 配合使用都达到预期的效果，但是在不那么繁重或繁重的工作负载下，NanoPi NEO3 都会很快升温，所以如果你不介意你的应用对 USB 2.0 速度限制的话，你可能更喜欢 NanoPi R2S，因为它的金属外壳有助于网关在大多数负载下保持温度正常。然而，正如我们在 Syncthing 同步图片（和一些视频）中看到的一样，并非所有用例都会使 NanoPi NEO3 CPU 使用率降低。
最后我要感谢 FriendlyELEC 提供评测样品， Armbian 社区提供易于使用的固件镜像。
网关可以在全球速卖通（购买链接1和购买链接2）上或直接在公司网站上购买，有带壳或不带壳两种。确保购买带有黑色金属外壳的 NanoPi R2S，而不是黄色塑料外壳，否则可能会遇到与带有塑料外壳的 NanoPi NEO3 SBC 类似的过热问题。
文章翻译者：Taylor Lee，瑞科慧联（RAK）高级嵌入式开发工程师，有丰富的物联网和开源软硬件经验，熟悉行业主流软硬件框架，对行业发展动向有着敏锐的感知力和捕捉能力。