搭载Broadcom BCM2711C0 1.8 GHz处理器的树莓派400键盘一体机刚刚推出，我们就发布了树莓派400硬件的拆解，从而来查看冷却解决方案和整体硬件设计。
在本次评测中，我将主要关注树莓派400和树莓派4的差异，因为这两种设备依赖的芯片大部分是相同的。在检查了不同的特性之后，我将会运行Thomas Kaiser的“SBC Bench”脚本来测试散热性能，并对两个树莓派硬件平台进行基准测试。
树莓派400与树莓派4 Model B的功能对比
由于在引擎盖下，这两个组件基本相同，因此我将会着重介绍它们之间的差异。如下表所示（该表由Cytron提供）。
上表中未将价格标注出来，不过两者的价格还是有所区别的。树莓派400的价格是70美元，4GB的树莓派4的价格是55美元，如果需要键盘、外壳和散热解决方案的话，则需要多付15美元，因此价格非常诱人。
由于采用了1.8GHz的处理器，所以它的库存性能略高。但是正如我们过去所看到的，只要你有一个合适的散热解决方案， 树莓派4达到2.0+ GHz的超频还是十分有可能的。
这个树莓派400键盘一体机增加了一个键盘，正如人们所期望的那样，美国、英国、德国、法国、意大利和欧洲等区都能使用。也增加了一个电源按钮，该按钮可以实现软开机/关机功能，还能有助于防止文件系统损坏。另外，该一体机还增加了一个可以防止被盗窃的Kensington锁孔，例如应用于学校中。就我个人而言，我觉得比起拥有键盘和树莓派4 +散热器以及无风扇外壳来说，这是一个更便携的解决方案。
不过话虽如此，还是会失去一些功能。包括CSI摄像机和DSI显示连接器、PoE、3.5mm音频插孔和一个USB 2.0端口。当然，USB 2.0端口算不上真正的问题，因为在许多情况下，它将会被一个外部的USB键盘使用。
树莓派OS系统信息
由于该键盘一体机与树莓派4的软件兼容，因此我可以直接安装去年8月份发布的树莓派OS 32位系统进行评测。
测评结果显示，用户体验与树莓派4的系统体验完全相同。因此，我们一起来检查一下相关的系统信息：
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pi@raspberrypi:~ $ cat /etc/issue Raspbian GNU/Linux 10 \n \l pi@raspberrypi:~ $ uname -a Linux raspberrypi 5.4.72-v7l+ #1356 SMP Thu Oct 22 13:57:51 BST 2020 armv7l GNU/Linux pi@raspberrypi:~ $ df -h Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on /dev/root 15G 7.8G 6.0G 57% / devtmpfs 1.8G 0 1.8G 0% /dev tmpfs 1.9G 0 1.9G 0% /dev/shm tmpfs 1.9G 8.6M 1.9G 1% /run tmpfs 5.0M 4.0K 5.0M 1% /run/lock tmpfs 1.9G 0 1.9G 0% /sys/fs/cgroup /dev/mmcblk0p1 253M 54M 199M 22% /boot tmpfs 383M 0 383M 0% /run/user/1000 pi@raspberrypi:~ $ cat /proc/cpu cpu/ cpuinfo pi@raspberrypi:~ $ cat /proc/cpuinfo processor : 0 model name : ARMv7 Processor rev 3 (v7l) BogoMIPS : 108.00 Features : half thumb fastmult vfp edsp neon vfpv3 tls vfpv4 idiva idivt vfpd32 lpae evtstrm crc32 CPU implementer : 0x41 CPU architecture: 7 CPU variant : 0x0 CPU part : 0xd08 CPU revision : 3 ... Hardware : BCM2711 Revision : c03130 Serial : 10000000c311ea9d Model : Raspberry Pi 400 Rev 1.0 |
除了修订代码c03130以外，此处没有任何区别，其中第“13”行是树莓派400的代码，第一个“0”表示它是由Sony UK制造的。
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pi@raspberrypi:~ $ sudo inxi -Fc0 System: Host: raspberrypi Kernel: 5.4.72-v7l+ armv7l bits: 32 Console: tty 1 Distro: Raspbian GNU/Linux 10 (buster) Machine: Type: ARM Device System: Raspberry Pi 400 Rev 1.0 details: BCM2711 rev: c03130 serial: 10000000c311ea9d Argument "Raspberry Pi 400 Rev 1.0" isn't numeric in sprintf at /usr/bin/inxi line 6969. CPU: Topology: Quad Core model: ARMv7 v7l variant: cortex-a72 bits: 32 type: MCP Speed: 1800 MHz min/max: 600/1800 MHz Core speeds (MHz): 1: 1100 2: 1100 3: 1100 4: 1100 Graphics: Device-1: bcm2711-vc5 driver: vc4_drm v: N/A Device-2: bcm2711-hdmi0 driver: N/A Device-3: bcm2711-hdmi1 driver: N/A Display: server: X.org 1.20.4 driver: modesetting unloaded: fbdev tty: 80x24 Message: Advanced graphics data unavailable in console for root. Audio: Device-1: bcm2835-audio driver: bcm2835_audio Device-2: bcm2711-hdmi0 driver: N/A Device-3: bcm2711-hdmi1 driver: N/A Sound Server: ALSA v: k5.4.72-v7l+ Network: Message: No ARM data found for this feature. IF-ID-1: eth0 state: up speed: 1000 Mbps duplex: full mac: dc:a6:32:d7:ed:db IF-ID-2: wlan0 state: down mac: dc:a6:32:d7:ed:dd Drives: Local Storage: total: 14.84 GiB used: 7.80 GiB (52.6%) ID-1: /dev/mmcblk0 vendor: SanDisk model: SL16G size: 14.84 GiB Partition: ID-1: / size: 14.29 GiB used: 7.75 GiB (54.2%) fs: ext4 dev: /dev/mmcblk0p2 ID-2: /boot size: 252.0 MiB used: 53.9 MiB (21.4%) fs: vfat dev: /dev/mmcblk0p1 Sensors: System Temperatures: cpu: 39.4 C mobo: N/A Fan Speeds (RPM): N/A Info: Processes: 165 Uptime: 5m Memory: 3.81 GiB used: 251.5 MiB (6.4%) gpu: 76.0 MiB Init: systemd runlevel: 5 Shell: bash inxi: 3.0.32 |
除了在1.8 GHz频率下和在28°C的房间中将系统温度调为39.4°C两种情况以外，其余大部分的测试结果与树莓派4是相同的。这也意味着它是超频的候选者，但是我在这篇评测中没有进行相关的尝试。除了修订代码c03130以外，此处没有任何区别，其中第“13”行是树莓派400的代码，第一个“0”表示它是由Sony UK制造的。
树莓派400的基准测试和散热测试
在这部分测试中，我安装了rpimonitor和SBC Bench。结果如下：
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sudo ./sbc-bench.sh -c sbc-bench v0.7.4 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. Checking cpufreq OPP... Done. It seems neither throttling nor frequency capping has occured. Memory performance: memcpy: 2675.4 MB/s memset: 3107.4 MB/s (0.9%) 7-zip total scores (3 consecutive runs): 6581,6535,6533 OpenSSL results: type 16 bytes 64 bytes 256 bytes 1024 bytes 8192 bytes 16384 bytes aes-128-cbc 74936.49k 91939.58k 99726.17k 101606.74k 102298.97k 102263.47k aes-128-cbc 75166.77k 92169.83k 99692.63k 101724.50k 102206.12k 102285.31k aes-192-cbc 67517.95k 80832.83k 86475.95k 87858.52k 88342.53k 88457.22k aes-192-cbc 67460.47k 80889.83k 86204.16k 87939.75k 88473.60k 88397.14k aes-256-cbc 61194.19k 72072.73k 76320.00k 77589.85k 77914.11k 77949.61k aes-256-cbc 61098.42k 72037.61k 76419.50k 77493.59k 77933.23k 77824.00k Full results uploaded to http://ix.io/2Cyi. Please check the log for anomalies (e.g. swapping or throttling happenend) and otherwise share this URL. |
没有检测到节流，温度图表也显示了原因：
在空闲时，它的温度大约是37摄氏度，在7-zip多线程基准测试期间，它的温度最高达会到50摄氏度。
我不会把它与树莓派4单板进行比较（因为我们都知道它的性能），而是与带KKSB无风扇金属外壳的树莓派4进行比较，后者频率的为1.5和2.0 GHz。
请注意，上面的图表是在2020年2月使用最新的固件制作的。其中包含了所有最近对冷却和降低功耗的优化。不用多说，结果是令人印象深刻的，因为树莓派 400配备了足够的冷却解决方案。
现在，我们比较一下基准测试的结果（越高越好）和最高温度（越低越好）。三者基准测试的结果对比如下：
| Raspberry Pi 400 @ 1.8 GHz | Raspberry Pi 4 @ 1.5 GHz | Raspberry Pi @ 2.0 GHz | |
|---|---|---|---|
| memset (MB/s) | 2675.4 | 2662.5 | 2749.1 |
| memcpy (MB/s) | 3107.4 | 3436.9 | 3849.9 |
| 7-zip | 6549.66 | 5454 | 6807 |
| OpenSSL (hash/s) AES-256-CBC - 16KB | 77824.00k | 64951.64k | 86567.59k |
| 最高温度（°C） | 51.6 | 65.2 | 80.3 |
7-zip和OpenSSL大多情况下是遵循CPU频率的，但是不知何故memset和memcpy在树莓派400中显示出了较低的内存带宽。不过，键盘一体机在冷却方面确实做得更好，这一点要归功于它较大的散热器，它几乎与主动散热的结果是一致的。
树莓派400和HAT扩展板
树莓派400带有传统的40针接头连接器，可以轻松地与跳线电缆使用。或用40针带状电缆连接到HAT扩展板上一起使用。但是我没有后者，所以我想知道是否可以将HAT直接插到键盘上。我擦掉了RabbitMax Flex Pi HAT上的灰尘，然后试了试。
Pin1和Pin40在键盘上有清楚的标记，因此正确插入很容易。但是由于型号的不同，它可能无法完美配合，因为扩展板上的某些针脚会阻止其完全插入。
如果你的HAT板在40针上方大约一厘米处没有别的针脚，应该是没有问题的。不过，最好还是使用带状电缆。
写在最后
我不得不说，树莓派基金会在这方面做得很棒，给我留下了深刻的印象。树莓派400键盘一体机还附带了树莓派4的大多数功能，而且你不需要弄乱机箱或散热片，它就能很好地使用，我相信它会受到很多人的欢迎，特别是在教育环境中。它的价格也非常诱人，与4GB内存的树莓派4 SBC的价格相比，仅超了15美元。和没有风扇、没有金属外壳的树莓派价格相比也差不多，在某些情况下甚至还更低。
不过，这个板并不是所有人都合适。首先，它不适用于嵌入式项目，因为其中单板计算机的形式因素仍然还是理想状态的。教育工作者们必须要记住，任何依赖于树莓派相机或显示器的项目都是不可能的、任何使用PoE的项目也不可能，尽管我有点喜欢PoE驱动键盘一体机的概念。
最后，要感谢Cytron发来的评测样机。他们现在有树莓派400键盘的一体机出售，并将其以70美元的加税费和运费运往世界各地。
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！