SoC der Einplatinencomputer

Eine interessante Kenngröße der vielen verschienen Einplatinencomputer-Varianten ist die Singlecore-Leistung der CPU im SoC. Eine Diagramm soll helfen die Prozessoren bzw. Produkte einordenen zu können …

Beschreibung

Raspberry Pi Boards

Der Raspberry B+ und Zero setzen noch auf den SoC (System-on-a-Chip) BCM2835 von Broadcom. Dieser enthält einen alten ARM11 Prozessorkern. Dadurch sind die Messergebnisse vom Raspberry Pi B+ mit Turbo Einstellung identisch zum Raspberry Pi Zero. Der Raspberry Pi 2 verwendet den SoC BCM2836 von Broadcom. Darin enthalten sind vier ARM Cortex-A7 Prozessorkerne. Der Standardtakt beträgt 900 MHz, es kann aber ein Turbo Modus mit 1 GHz aktiviert werden. Der Raspberry Pi 3 verwendet den SoC BCM2837 von Broadcom mit einer Taktrate von maximal 1200 MHz. Der Raspberry Pi 3+ verwendet eine verbesserte Version des selben SoC mit der Bezeinchnung BCM2837B0. Er wird mit einem Heatspreader ausgeliefert und die Taktrate beträgt nun maximal 1400 MHz. Im SoC enthalten sind vier ARM Cortex-A53 Prozessorkerne. Der Raspberry Pi 4 verwendet den SoC BCM2711B0 von Broadcom mit vier ARM Cortex A72 Prozessorkernen die eine Taktrate von 1,5 GHz aufweisen. Die CPU-Leistung ist dadurch enorm gestiegen und liegt beinahe doppelt so hoch als beim Raspberry Pi 3. Die Leistungsaufnahme des SoC ist unter Belastung auch gestiegen, weshalb der Einsatz eines CPU Lüfters empfohlen wird. Ein Kühlkörper wird dann nicht mehr benötigt den der SoC ist mit einem Heatspreader ausgestattet (siehe Raspberry Pi 4 thermals and Fan SHIM).

Allwinner CPU Boards

Andere preisgünstge Einplatinencomputer wie der Banana Pi, Orange Pi oder Nano Pi setzen auf SoCs von Allwinner. Der SoC A20 wird bei der Banana Pi und Banana Pi Pro eingesetzt. Enthalten sind zwei ARM Cortex-A7 Prozessorkerne mit einer Taktrate von 960 MHz. Die Besonderheit des SoC ist das er zusätzlich einen nativen SATA Anschluss unterstützt.
Die SoCs H2+ und H3 enthalten wie wie beim Raspberry Pi 2, vier ARM Cortex-A7 Prozessorkerne. Beim H3 wird je nach Modell bzw. CPU-Spanungsregler eine Taktraten von 1,2 bis 1,4 GHz unterstützt. Der H2+ ist eine abgespreckte Version des H3 Prozessors, der keine 4K HDMI und kein Gigbit Netzwerk unterstützt. Die Kerne sind identisch zum H3, allerdings kann er seit Kernel 4 nur mit maximal 1 GHz Taktrate betrieben werden. Zu finden sind die Prozessoren z.B. bei Orange Pi PC, Orange Pi Lite und Orange Pi Zero aber auch beim Nano Pi von FrendlyARM.
Neuere Orange Pi Einplatinencomputer wie z. B. Orange Pi PC 2 setzt den Allwinner SoC H5 ein. Dieser hat wie der Raspberry Pi 3(+) vier 64-Bit fähige ARM Cortex-A53 Prozessorkerne. Hier wird schon die 64-Bit ARM Architektur “aarch64” unterstützt. Die Standard-Taktrate ist bei Armbian auf 1 GHz eingestellt, kann aber bis auf 1,4 GHz erhöht werden.

Leistungsvergleich

Für die Ermittlung der CPU-Singlecore-Leistung wurde das alte Testprogramm nbench verwendet. Auf der Homepage des Projekts sind viele Messergebnisse von anderen Systemen als Referenz verfügbar.
Zum Vergleich wurde ein Intel Atom N280 und auch ein Intel Pentium M Prozessor mit 1,6 GHz ins Diagramm übernommen. Um beim Raspberry Pi 4 einen vergleich zu haben, wurde auch noch ein 2 GHz Intel Core 2 Duo hinzugefügt.

Diagramm CPU-Performance SoC

Systemausgaben

Hier wird des Device-tree Modell (/proc/device-tree/model) als Überschrift angegeben. Dann werden die Sytemausgaben für CPU (/proc/cpuinfo) und das Kommando “lscpu” bei verschiedenen Einplatinencomputer aufgelistet.

Raspberry Pi Foundation - Raspberry Pi

Bei den Raspberry Pi Einplatinencomputern liefert Hardware bei “/proc/cpuinfo” immer “BCM2835” obwohl diese CPU nur bei Raspberry Pi 1 und Zero verwendet wird!

Raspberry Pi Model B Rev 1

processor       : 0
model name      : ARMv6-compatible processor rev 7 (v6l)
BogoMIPS        : 697.95
Features        : half thumb fastmult vfp edsp java tls 
CPU implementer : 0x41
CPU architecture: 7
CPU variant     : 0x0
CPU part        : 0xb76
CPU revision    : 7

Hardware        : BCM2835
Revision        : 0002
Serial          : 0000000046b94602
Architecture:        armv6l
Byte Order:          Little Endian
CPU(s):              1
On-line CPU(s) list: 0
Thread(s) per core:  1
Core(s) per socket:  1
Socket(s):           1
Vendor ID:           ARM
Model:               7
Model name:          ARM1176
Stepping:            r0p7
CPU max MHz:         700,0000
CPU min MHz:         700,0000
BogoMIPS:            697.95
Flags:               half thumb fastmult vfp edsp java tls

Raspberry Pi Model B Rev 2

processor       : 0
model name      : ARMv6-compatible processor rev 7 (v6l)
BogoMIPS        : 697.95
Features        : half thumb fastmult vfp edsp java tls 
CPU implementer : 0x41
CPU architecture: 7
CPU variant     : 0x0
CPU part        : 0xb76
CPU revision    : 7

Hardware        : BCM2835
Revision        : 000d
Serial          : 00000000ef82c829
Architecture:        armv6l
Byte Order:          Little Endian
CPU(s):              1
On-line CPU(s) list: 0
Thread(s) per core:  1
Core(s) per socket:  1
Socket(s):           1
Vendor ID:           ARM
Model:               7
Model name:          ARM1176
Stepping:            r0p7
CPU max MHz:         700,0000
CPU min MHz:         700,0000
BogoMIPS:            697.95
Flags:               half thumb fastmult vfp edsp java tls

Raspberry Pi Zero Rev 1.3

processor       : 0
model name      : ARMv6-compatible processor rev 7 (v6l)
BogoMIPS        : 997.08
Features        : half thumb fastmult vfp edsp java tls 
CPU implementer : 0x41
CPU architecture: 7
CPU variant     : 0x0
CPU part        : 0xb76
CPU revision    : 7

Hardware        : BCM2835
Revision        : 900093
Serial          : 0000000076def51e
Architecture:        armv6l
Byte Order:          Little Endian
CPU(s):              1
On-line CPU(s) list: 0
Thread(s) per core:  1
Core(s) per socket:  1
Socket(s):           1
Vendor ID:           ARM
Model:               7
Model name:          ARM1176
Stepping:            r0p7
CPU max MHz:         1000,0000
CPU min MHz:         700,0000
BogoMIPS:            697.95
Flags:               half thumb fastmult vfp edsp java tls

Raspberry Pi Zero W Rev 1.1

processor	: 0
model name	: ARMv6-compatible processor rev 7 (v6l)
BogoMIPS	: 997.08
Features	: half thumb fastmult vfp edsp java tls 
CPU implementer	: 0x41
CPU architecture: 7
CPU variant	: 0x0
CPU part	: 0xb76
CPU revision	: 7

Hardware	: BCM2835
Revision	: 9000c1
Serial		: 000000007841a2bd
Architecture:        armv6l
Byte Order:          Little Endian
CPU(s):              1
On-line CPU(s) list: 0
Thread(s) per core:  1
Core(s) per socket:  1
Socket(s):           1
Vendor ID:           ARM
Model:               7
Model name:          ARM1176
Stepping:            r0p7
CPU max MHz:         1000,0000
CPU min MHz:         700,0000
BogoMIPS:            697.95
Flags:               half thumb fastmult vfp edsp java tls

Raspberry Pi 2 Model B Rev 1.1

processor       : 0-3
model name      : ARMv7 Processor rev 5 (v7l)
BogoMIPS        : 38.40
Features        : half thumb fastmult vfp edsp neon vfpv3 tls vfpv4 idiva idivt vfpd32 lpae evtstrm 
CPU implementer : 0x41
CPU architecture: 7
CPU variant     : 0x0
CPU part        : 0xc07
CPU revision    : 5

Hardware        : BCM2835
Revision        : a01041
Serial          : 0000000088506974
Architecture:        armv7l
Byte Order:          Little Endian
CPU(s):              4
On-line CPU(s) list: 0-3
Thread(s) per core:  1
Core(s) per socket:  4
Socket(s):           1
Vendor ID:           ARM
Model:               5
Model name:          Cortex-A7
Stepping:            r0p5
CPU max MHz:         900,0000
CPU min MHz:         600,0000
BogoMIPS:            38.40
Flags:               half thumb fastmult vfp edsp neon vfpv3 tls vfpv4 idiva idivt vfpd32 lpae evtstrm

Raspberry Pi 3 Model B Rev 1.2

Architecture:        armv7l
Byte Order:          Little Endian
CPU(s):              4
On-line CPU(s) list: 0-3
Thread(s) per core:  1
Core(s) per socket:  4
Socket(s):           1
Vendor ID:           ARM
Model:               4
Model name:          Cortex-A53
Stepping:            r0p4
CPU max MHz:         1200,0000
CPU min MHz:         600,0000
BogoMIPS:            38.40
Flags:               half thumb fastmult vfp edsp neon vfpv3 tls vfpv4 idiva idivt vfpd32 lpae evtstrm crc32
processor       : 0-3
model name      : ARMv7 Processor rev 4 (v7l)
BogoMIPS        : 76.80
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        : 0xd03
CPU revision    : 4

Hardware        : BCM2835
Revision        : a02082
Serial          : 000000008d457b3d

Raspberry Pi 3 Model A Plus Rev 1.0

processor       : 0-3
model name      : ARMv7 Processor rev 4 (v7l)
BogoMIPS        : 38.40
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        : 0xd03
CPU revision    : 4

Hardware        : BCM2835
Revision        : 9020e0
Serial          : 000000003902dfdb
Architecture:        armv7l
Byte Order:          Little Endian
CPU(s):              4
On-line CPU(s) list: 0-3
Thread(s) per core:  1
Core(s) per socket:  4
Socket(s):           1
Vendor ID:           ARM
Model:               4
Model name:          Cortex-A53
Stepping:            r0p4
CPU max MHz:         1400,0000
CPU min MHz:         600,0000
BogoMIPS:            38.40
Flags:               half thumb fastmult vfp edsp neon vfpv3 tls vfpv4 idiva idivt vfpd32 lpae evtstrm crc32

Raspberry Pi 3 Model B Plus Rev 1.3

processor       : 3
model name      : ARMv7 Processor rev 4 (v7l)
BogoMIPS        : 38.40
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        : 0xd03
CPU revision    : 4

Hardware        : BCM2835
Revision        : a020d3
Serial          : 0000000071cf1d79
Architecture:        armv7l
Byte Order:          Little Endian
CPU(s):              4
On-line CPU(s) list: 0-3
Thread(s) per core:  1
Core(s) per socket:  4
Socket(s):           1
Vendor ID:           ARM
Model:               4
Model name:          Cortex-A53
Stepping:            r0p4
CPU max MHz:         1400,0000
CPU min MHz:         600,0000
BogoMIPS:            38.40
Flags:               half thumb fastmult vfp edsp neon vfpv3 tls vfpv4 idiva idivt vfpd32 lpae evtstrm crc32

Raspberry Pi 4 Model B Rev 1.1

processor	: 0-3
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	: BCM2835
Revision	: c03111
Serial		: 100000002db21ca2
Architecture:        armv7l
Byte Order:          Little Endian
CPU(s):              4
On-line CPU(s) list: 0-3
Thread(s) per core:  1
Core(s) per socket:  4
Socket(s):           1
Vendor ID:           ARM
Model:               3
Model name:          Cortex-A72
Stepping:            r0p3
CPU max MHz:         1500,0000
CPU min MHz:         600,0000
BogoMIPS:            108.00
Flags:               half thumb fastmult vfp edsp neon vfpv3 tls vfpv4 idiva idivt vfpd32 lpae evtstrm crc32

LeMaker - Banana Pi

LeMaker Banana Pi

processor	: 0-1
model name	: ARMv7 Processor rev 4 (v7l)
BogoMIPS	: 27.78
Features	: half thumb fastmult vfp edsp neon vfpv3 tls vfpv4 idiva idivt vfpd32 lpae evtstrm 
CPU implementer	: 0x41
CPU architecture: 7
CPU variant	: 0x0
CPU part	: 0xc07
CPU revision	: 4

Hardware	: Allwinner sun7i (A20) Family
Revision	: 0000
Serial		: 16516793044069ae
Architecture:        armv7l
Byte Order:          Little Endian
CPU(s):              2
On-line CPU(s) list: 0,1
Thread(s) per core:  1
Core(s) per socket:  2
Socket(s):           1
Vendor ID:           ARM
Model:               4
Model name:          Cortex-A7
Stepping:            r0p4
CPU max MHz:         960.0000
CPU min MHz:         144.0000
BogoMIPS:            50.52
Flags:               half thumb fastmult vfp edsp neon vfpv3 tls vfpv4 idiva idivt vfpd32 lpae evtstrm

Xunlong - Orange Pi

Xunlong Orange Pi Zero

processor       : 0-3
model name      : ARMv7 Processor rev 5 (v7l)
BogoMIPS        : 48.00
Features        : half thumb fastmult vfp edsp neon vfpv3 tls vfpv4 idiva idivt vfpd32 lpae evtstrm 
CPU implementer : 0x41
CPU architecture: 7
CPU variant     : 0x0
CPU part        : 0xc07
CPU revision    : 5

Hardware        : Allwinner sun8i Family
Revision        : 0000
Serial          : 02e00038a3fdef67
CPU(s):              4
On-line CPU(s) list: 0-3
Thread(s) per core:  1
Core(s) per socket:  4
Socket(s):           1
Vendor ID:           ARM
Model:               5
Model name:          Cortex-A7
Stepping:            r0p5
CPU max MHz:         1008.0000
CPU min MHz:         120.0000
BogoMIPS:            48.00
Flags:               half thumb fastmult vfp edsp neon vfpv3 tls vfpv4 idiva idivt vfpd32 lpae evtstrm

Xunlong Orange Pi Lite

processor       : 0-3
model name      : ARMv7 Processor rev 5 (v7l)
BogoMIPS        : 22.85
Features        : half thumb fastmult vfp edsp neon vfpv3 tls vfpv4 idiva idivt vfpd32 lpae evtstrm 
CPU implementer : 0x41
CPU architecture: 7
CPU variant     : 0x0
CPU part        : 0xc07
CPU revision    : 5

Hardware        : Allwinner sun8i Family
Revision        : 0000
Serial          : 02d00072d20c43d8
Architecture:        armv7l
Byte Order:          Little Endian
CPU(s):              4
On-line CPU(s) list: 0-3
Thread(s) per core:  1
Core(s) per socket:  4
Socket(s):           1
Vendor ID:           ARM
Model:               5
Model name:          Cortex-A7
Stepping:            r0p5
CPU max MHz:         1368.0000
CPU min MHz:         120.0000
BogoMIPS:            22.85
Flags:               half thumb fastmult vfp edsp neon vfpv3 tls vfpv4 idiva idivt vfpd32 lpae evtstrm

Xunlong Orange Pi PC

processor       : 0-3
model name      : ARMv7 Processor rev 5 (v7l)
BogoMIPS        : 61.71
Features        : half thumb fastmult vfp edsp neon vfpv3 tls vfpv4 idiva idivt vfpd32 lpae evtstrm 
CPU implementer : 0x41
CPU architecture: 7
CPU variant     : 0x0
CPU part        : 0xc07
CPU revision    : 5
Hardware        : Allwinner sun8i Family
Revision        : 0000
Serial          : 02e00071006abb9c
Architecture:        armv7l
Byte Order:          Little Endian
CPU(s):              4
On-line CPU(s) list: 0-3
Thread(s) per core:  1
Core(s) per socket:  4
Socket(s):           1
Vendor ID:           ARM
Model:               5
Model name:          Cortex-A7
Stepping:            r0p5
CPU max MHz:         1368.0000
CPU min MHz:         120.0000
BogoMIPS:            22.85
Flags:               half thumb fastmult vfp edsp neon vfpv3 tls vfpv4 idiva idivt vfpd32 lpae evtstrm

Xunlong Orange Pi PC 2

processor       : 0-3
Processor       : AArch64 Processor rev 4 (aarch64)
Hardware        : sun50iw1p1
BogoMIPS        : 48.00
Features        : fp asimd evtstrm aes pmull sha1 sha2 crc32 cpuid
CPU implementer : 0x41
CPU architecture: 8
CPU variant     : 0x0
CPU part        : 0xd03
CPU revision    : 4
Architecture:        aarch64
Byte Order:          Little Endian
CPU(s):              4
On-line CPU(s) list: 0-3-
Thread(s) per core:  1
Core(s) per socket:  4
Socket(s):           1
NUMA node(s):        1
Vendor ID:           ARM
Model:               4
Model name:          Cortex-A53
Stepping:            r0p4
CPU max MHz:         1368.0000
CPU min MHz:         120.0000
BogoMIPS:            48.00
NUMA node0 CPU(s):   0-3
Flags:               fp asimd evtstrm aes pmull sha1 sha2 crc32 cpuid

FriendlyARM - NanoPi

FriendlyARM NanoPi NEO

processor	: 3
model name	: ARMv7 Processor rev 5 (v7l)
BogoMIPS	: 136.80
Features	: half thumb fastmult vfp edsp neon vfpv3 tls vfpv4 idiva idivt vfpd32 lpae evtstrm 
CPU implementer	: 0x41
CPU architecture: 7
CPU variant	: 0x0
CPU part	: 0xc07
CPU revision	: 5

Hardware	: Allwinner sun8i Family
Revision	: 0000
Serial		: 02d00091be2e67ed
Architecture:        armv7l
Byte Order:          Little Endian
CPU(s):              4
On-line CPU(s) list: 0-3
Thread(s) per core:  1
Core(s) per socket:  4
Socket(s):           1
Vendor ID:           ARM
Model:               5
Model name:          Cortex-A7
Stepping:            r0p5
CPU max MHz:         1368,0000
CPU min MHz:         120,0000
BogoMIPS:            48.00
Flags:               half thumb fastmult vfp edsp neon vfpv3 tls vfpv4 idiva idivt vfpd32 lpae evtstrm

CPU Parameter auslesen

CORES=`cat /proc/cpuinfo | grep -e "^processor" | wc -l`
ARMvX=`cat /proc/cpuinfo | sed -n 's/.*ARMv\(.*\)-.*/\1/p'`
MODEL=`lscpu | grep "Model name" | cut -d ":" -f 2 | xargs`
Martin Strohmayer Geschrieben von:

Softwareentwickler und Raspberry Pi Enthusiast.