Intel N100搭載Radxa X4の第一印象
(bret.dk)- Radxa X4は、Raspberry Pi 5に近いフォームファクターにIntel N100 x86 CPUを搭載したSBCで、一般的なPCのようにWindows 11やDebian ISOをインストールできる点が最大の差別化要素
- 4コアのAlder LakeベースN100、最大16GB LPDDR5、2.5GbE、M.2 2230 NVMe、USB-C PD、Micro HDMI 2基、RP2040ベースの40ピンGPIO制御を備え、ミニPCとRaspberry Pi系ボードの長所を組み合わせた構成を狙っている
- Debian 12はインストールと2.5GbEの認識が順調だったが、WiFi/BTは認識されず、Windows 11は標準インストールメディアにネットワークドライバーがないため、OOBE回避とIntel Ethernetドライバーのインストールが必要
- Geekbench 6はWindowsでCPUがシングルコア1007・マルチコア2295、GPUはOpenCL 3246・Vulkan 3710を記録し、UbuntuではPL2のみ6Wにした状態でシングルコア1171・マルチコア2389だった
- 冷却、PoE、無線ドライバーにはまだ改善の余地があり、Windows 11のアイドル時消費電力は8W、周辺機器を外すと6.8W程度で、CPUを露出したまま使うのは過熱のため推奨しにくい
Raspberry Pi型ボードとx86ミニPCの間
- Radxa X4は、Raspberry Pi 5フォームファクターに近いボードにIntel N100 x86プロセッサを搭載したSBC
- x86ベースのため、Windows 11 ISOやDebian ISOを取得して、一般的なPCのインストール手順でOSを導入できる
- 主な仕様は以下の通り
- Intel N100 CPU: Alder Lake CPUコア4基、最大3.4GHz
- Intel UHD Graphics: 750MHz
- 4GB/8GB/12GB/16GB LPDDR5 4786MT/s
- 2.5Gbit RJ45 Ethernet、HAT経由のPoE対応
- M.2 M-Key、M.2 2230 NVMeドライブ対応
- 12V USB-C Power Delivery入力
- USB-A 3.2 10Gbps×3、USB-A 2.0×1
- WiFi 5 & BT5、または8GB RAM以上のモデルではWiFi 6 & BT5.2
- Micro HDMI×2、最大4K60
- Raspberry Pi RP2040による40ピンGPIOヘッダー制御
- ファンヘッダーとRTCバッテリーヘッダー
- 3.5mmヘッドホン・マイクジャック
- 直接はんだ付け、またはeMMC搭載SKUとして購入可能なeMMC
- RP2040ベースのGPIO制御は、ミニPCだけでは満たしにくいRaspberry Pi GPIOプロジェクトの需要を補う選択
テスト構成と初期ハードウェアの印象
- 受け取ったパッケージには、Radxa X4、X4専用PoE+ HAT、ケース兼クーラーが含まれていた
- ケース/クーラーにはサーマルパッドと、底面が接地しないようにする足用ステッカー2枚が入っていた
- PoE HATにはスタンドオフがあらかじめ取り付けられており、予備も同梱されていた
- X4ボードにはRTCバッテリーとWiFiアンテナ2本があらかじめ含まれていた
- テストには公式Raspberry Pi 5 PSUとWD_BLACK SN770M 2230 M.2 NVMeドライブを使用
- PSUは12Vで2.25Aを供給する
BIOSとOSインストール
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BIOS
- 初回起動で確認したBIOSはAmerican Megatrends BIOSで、2024年4月ビルド
- ミニPCでよくある簡素なBIOSを想定していたが、実際にはシステムのさまざまな領域を調整できるオプションが多かった
- CPU Power ManagementやNVMe情報・設定ページまであり、詳細設定を扱える
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Debian 12 Bookworm
- Debian 12はnet install ISOでインストールし、GNOMEデスクトップ環境を選択
- インストールと基本的な使用はおおむね順調で、デスクトップの応答性も良好だった
- Intel I226-V NICベースの2.5GbEネットワークはインストール中に検出された
- WiFi/BTはインストール中に検出されず、OS起動後も動作しなかった
- 同梱のFirefoxで4K 60fps “HDR” YouTube動画を再生したところ、5分13秒の間に約40フレームがドロップした
- ドロップはほとんど目立たず、再生は非常に滑らかだった
- Windowsで簡単に確認した場合もドロップフレームは少なかった
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Windows 11
- Windows 11は別のPCでインストールメディアを作成してインストールでき、インストール自体は速くスムーズに進んだ
- ネットワーク検出の段階で、標準のWindowsインストールメディアに適合するネットワークドライバーがなく行き詰まった
SHIFT+F10でプロンプトを開き、OOBE\BYPASSNROを入力するとインストーラーが再起動する- その後、ネットワークページでインターネット接続なしでスキップするオプションが表示される
- Windowsに入った後は、Intel Ethernet Adapter Complete Driver Packを別のデバイスでダウンロードし、USBなどで移してインストールすればネットワークを利用できる
性能、ネットワーク、電力
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Geekbench 6
- Windowsで実行したGeekbench 6のCPUスコアは、シングルコア1007、マルチコア2295
- Intel GPUスコアはOpenCL 3246、Vulkan 3710
- 標準設定と電源プラン変更後でも、シングルコア負荷時の最大CPU周波数は2.9GHzにとどまった
- N100の最大速度を活用するには、BIOSの調整がさらに必要に見える
- PL2値を25Wから6Wに変更しても、当該Windowsベンチマークには差がなかった
- Ubuntuでは3.1GHzまで上がり、Geekbench 6スコアはシングルコア1171、マルチコア2389だった
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ネットワーク
- WindowsのRadxa X4とDebianのROCK 5Bの間でiperf3を実行したところ、2.5Gbps接続を双方向で飽和させることができた
- Windows UpdateではWiFiドライバーがインストールされず、すぐに適切なドライバーを見つけることもできなかった
- UbuntuではWiFiチップがRealtek RTL8852BEアダプターとして表示され、インストール過程で動作した
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消費電力
- Windows 11のアイドル状態で標準BIOS電力設定を使うと、壁面電力計ベースで8Wを消費する
- この測定は、標準キーボード、LED付きRazer Deathadder、HDMI 1本、2.5GbE、WD_BLACK SN770M 500GB NVMe SSDを接続した状態
- 電源ケーブルだけを残してすべて外すと、アイドル時電力は約6.8Wまで下がる
- OCCTとPower Configuration testerでCPU、RAM、GPUを同時にストレステストすると、電力は27.3Wまで急速に上昇した後に下がった
- これは12V/2.25Aの公式Raspberry Pi 5 PSUの限界に近いため、今後より強力なPSUで再確認が必要
- CPUとRAMのみをストレステストした場合の消費電力は22.1Wだった
冷却とPoEで見えた制約
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冷却
- CPUをそのまま露出させたまま使う方法は推奨されない
- ボードは非常に素早く熱くなり、制御するには電力目標を大きく制限する必要がある
- 使用したRadxa X4 Cooler/Caseの組み合わせは側面と底面が開いており、厳密な意味でのケースではないが、ボードを床面から浮かせ、ファンを提供する
- 同梱のサーマルパッドは貼ろうとした際に崩れて裂けた
- 受け取った情報では、サーマルパッドは13.8W定格
- この構成には十分ではなさそう
- ボード、サーマルパッド、クーラーの間に光が見える部分があり、パッドが薄すぎるか、そのサンプルのパッドに問題がある可能性がある
- RP2040の裏側でファンを動作させる方法を見つけた後、冷却の話題を改めて確認する予定
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Power over Ethernet
- X4のセールスポイントの1つは、HAT経由の2.5GbE PoE対応
- RadxaはX4専用に修正したPoE+ HATを作った
- あるケーブルでは電源とネットワークを同時に扱えず、別のケーブルでは正常に起動した
- ベンチマーク負荷をかけるとボードがリセットされた
- PL2を25Wから15Wに下げても同じ問題が発生した
- AliExpressの無名2.5Gbit PoEスイッチで問題が発生した可能性があった
- UniFi PoEスイッチでは、PL2 15W状態のスパイクを処理できた
- 低価格PoEスイッチでも、PL2を6Wに設定すれば動作した
初期結論と残る確認事項
- Radxa X4は全体として良い製品に見えるが、ドキュメント整備と追加確認が必要な部分が残っている
- ほとんどの機能は期待通りに動作し、x86ベースのおかげで好みのISOを使いやすい点が大きな利点
- OSによってはドライバー回避策が必要になる場合がある
- DebianではWiFi/BTが認識されなかった
- Windows 11では標準インストールメディアにネットワークドライバーがなかった
- クーラーには物足りなさが残り、PoE HATまで取り付けるとNVMeドライブ周辺の空間が非常に狭い
- NVMeと下側のWiFiチップの間の空間は約1〜2mm
- NVMeと上側のHATの間の空間は約3〜4mm
- Ubuntu Server 24、kernel 6.8.0-39、BIOS標準設定でPL2のみ6Wにしたsbc-benchの結果はhttps://0x0.st/Xf2I.binで確認できる
1件のコメント
Hacker News の意見
$60で x86 なら何でも動かせて、ハードウェアトランスコーディングもでき、CPU も RPI 5 より約3倍強力なのに、あえて Raspberry Pi を買う理由がよく分からない
内蔵 2.5G NIC、PoE、M.2 スロットまであり、Raspberry Pi に PoE と M.2 HAT を付けると価格がさらに $25〜40 上がる
Radxa ボードの生産が早く増えるといい
フォームファクターの写真がもっと良い別の情報源もある。実際に Raspberry Pi ケースに入るようにも見える
https://www.cnx-software.com/2024/07/19/radxa-x4-low-cost-cr...
RPI を起動可能にするために必要なものをすべて考慮すると、$45 のコンピュータではなく、同じ価格帯には ECS Liva/Liva X のような $100〜125 の完成品がいつもあった
Liva に似たブックサイズ／ネットトップや、AMD AM1 のようなプラットフォームは、標準ドライバと標準 BIOS を使える利点が大きく、初期 ARM の細々した問題と比べると差は大きかった。初期 RPi の頃は soft-float のものも多く、UEFI のような利便性は言うまでもなかった
RPi の最も強い論拠は常に GPIO と Linux の組み合わせだったが、Linux は厳密なリアルタイム処理にはあまり向いていないという諸刃の剣がある。単純な GPIO が必要なら Bus Pirate のようなツールを使えばよく、最近では ESP32 がそうした「GPIO の接着剤」的な役割をかなり置き換えている
低消費電力ファイルサーバーや HTPC のように GPIO が不要なら、x86 のほうが同程度の価格でより安定してよく動いた。中古店でリース落ちのミニタワーや超小型ミニ PC を $10 で買ってもよいくらいだ
初期 RPI の問題まで考えるとさらにひどい。実質的に USB 2.0、片方向 500Mbps をシステムバスとして使っているのに、ファームウェアのバグで負荷時に USB パケットを落としており[0]、Broadcom が5年ほど文書を公開しなかったため、Pi Foundation の外では修正することもできなかった
[0] https://github.com/raspberrypi/firmware/issues/19
[1] https://news.ycombinator.com/item?id=40701297
Radxa はケースと一緒にそれらも同梱しているので追加費用は些細だが、その時点で設置面積は2倍以上に増える
だからといってこの製品のほうが良くないという意味ではなく、別のトレードオフをする製品なので、場合によっては合わないことがあるということ
RPi 5 のように、しばらくはかなりのプレミア価格が付きそう
シングルスレッド性能とそれなりのグラフィックスが必要なら、HP、Dell、Lenovo の Ryzen 5 Pro 2400G 搭載中古法人向けミニ PC も選択肢になる
この秋には大量供給が始まってから4年ほどになるため、企業向け機器が eBay にリサイクル品として次第に出回っている
すでに SSD と Win10 Pro がインストール済みの状態で、送料込み約 $100 まで下がっており、供給が増えれば今後数か月でさらに下がる可能性が高い
レトロエミュレーション用として優秀で、PS2 や GameCube まで 60fps 以上で簡単に動かせ、アップスケーリングも可能
古い 2TB HDD を1台入れるだけで、一生かかっても遊び切れない名作ゲームのライブラリを収められる
コミュニティ Mod、HD テクスチャパック、チート、ファン翻訳もものすごく多様になっている点も忘れてはいけない
わが家では、最近のゲームがますます DLC、複数サービスへのログイン強制、100GB 級の肥大化、DRM 地獄へ変わっていく流れからほぼ抜け出しており、むしろずっと楽しくゲームしている
アイドル時の消費電力についても一言付け加えたいが、この世代のプラットフォームはこの点がやや期待外れになっている
第8／第9世代 Intel ベースの TinyMiniMicro PC は、コンセント実測で 3W 未満まで下げられるので印象的
Gemini Lake Refresh のシンクライアントも 4W 未満まで簡単に下がる
こうした性能が実際の市場要求に基づく最適化から出てきたものなのか気になる。数千台を運用する会社なら差が出るはずだから
ARM RK3588 プラットフォームはこの点ではチャンピオン。Orange Pi 5 Plus は同じ電源アダプタ基準で RPi 4 より低い 1.5W でアイドル状態になる
しかし Proxmox を動かしたい人にとっては現実的な選択肢ではない
ほぼすべての N100 プラットフォームはアイドル電力が 5W を超えるようだ
また、評判の良いメーカーのパッシブ冷却の選択肢は多くなく、アクティブ冷却の箱は静かとは言いにくい。一方 TinyMiniMicro PC はほとんどの利用状況で非常に静か
EU の電気料金基準では、5W の差は年間の電気代で 20〜35 ユーロになる
ほとんどの国は 0.25、少なくとも 0.3 より低く見える
https://qery.no/consumer-energy-prices-in-europe/
Wi-Fi はオンで接続済み、32GB RAM と 1TB NVMe 構成
もちろん総量が減るのは確かだが
以前の J シリーズも似たようなもの
RK3588 ボードはずっと低く、他の RK シリーズもさらに低そう
N100をあちこちで見かけますが、J4125のようなものと比べて性能/ワットや性能/価格が大きく飛躍したように思います。
詳しい人の感覚では、子どもの「初めてのLinux PC」として、今はN100ミニPCが最良の出発点なのか気になります。
同程度の速度のArm CPUより安いため、ほとんどの場合、Arm側はより遅く、より高い、競争力のない選択肢になりました。
ただしArmはアイドル時の消費電力が少し低い場合があり、特定の状況では好まれることがあります。適切に構成されたAlder Lake Nコンピューターはアイドル時電力が5W未満であるべきですが、それよりはるかに低くするのは難しいです。
Intelは数か月前、Amston Lakeというコード名のAlder Lake Nリフレッシュをリリースし、Atom x7000シリーズとしてブランド化されました。
Radxaは今後、Radxa X4にAmston Lakeを使う派生モデルが出ると言っていました。
最小サイズと最安価格が必須でなければ、Radxa X4の代替としてOdroid H4（$100、メモリ別）やOdroid H4+（$140、メモリ別）があります。
Nano-ITXサイズで、5インチ四方、大きなヒートシンクがあり、ファンレスのパッシブ動作も可能です。
Alder Lake N/Amston Lake CPUには、競合するArm CPUよりも高速な周辺機器接続を備えるという利点があります。
Radxa X4は独立した10Gb/s USBポート3基、2.5Gb/s Ethernet、32Gb/s M.2 PCIeソケットを備えています。
RK3588やMediaTek Genio 1200のような最上位の競合Armベースコンピューターでも、独立した5Gb/s USBポートは最大3基です。
USBポートが多く見えるArmベースのボードはいずれもUSBハブを内蔵しているため、ポートは独立しておらず、総スループットは5Gb/sに制限されます。
もう一つの大きな利点は、Intel GPUがArm GPUよりはるかに速いだけでなく、公開ドキュメントがあり、ソフトウェアサポートもずっと優れていることです。
何台かはProxmoxと複数のVM、コンテナを載せて、軽いサーバー用途に使っています。
$180のBeelinkはRAM 16GB、SSD 512GB、十分な映像出力まで備え、性能も素晴らしいです。
正直、Intelが久しぶりに出したヒット製品だと思います。
欠点はシングルチャネルメモリである点で、個人的にはあまり気に入っていません。
それでも、ダイコストとシステム統合コストを下げるうえで重要な要素だということは理解できます。チャネルが1つならソケット1つ、または半分のモジュール分のはんだ付けメモリで十分だからです。
それでも全体のパッケージには説得力があります。この製品群での基準は「そこそこ良ければよい」ですが、その基準を満たしています。
挿してWindowsを動かせる完成品が$100未満なら、これ以上何を期待するのかという感じです。
コストをそこまで下げると、新しい用途がいくつも開けます。
これこそムーアの法則が持つ社会的な意味でした。最終的には冷蔵庫にも数百MIPS性能のコンピューターが入ることになります。安すぎて入れない理由がないからです。
Raspberry Piの初期の理屈もそうでした。「コンピューター実習室で使う」という話は滑稽で、実際にも実現しませんでしたが。
Gemini Lake Plusも数年間気に入っていました。安くて十分に良く、適切なモジュールを使えば16GB以上、テスト上は32GBまでメモリを載せられ、軽いデスクトップ用途には十分使えます。
同じ流れで、十分に良いものです。
https://cpubenchmark.net/compare/3667vs5157vs885/…
Pi 5と比べると、上の3つの中で最も遅いX2L/PalmshellでさえPi 5を完全に圧倒します。
はるかに良く、Webページのリサイズも即座に反応し、動画も問題なく再生でき、本物のPCのように感じられます。
まだかなり使える自分のEliteBookより少し遅いとはいえ、その程度です。
X4はまだ持っていませんが、上のリンク基準ではEliteBookより約50%速く、EliteBookはX2L/Palmshellより50%速いです。
自分の要求は大きくなく、ミニPCのファンがかなり頻繁にうるさかったです。
J4125は小さなヒートシンクでファンレスのまま問題なく静かに動きます。
「Windows 11 の ISO を入手してインストールでき、Debian のホームページから最新の ISO を入手してそのままインストールできた」という点が、今でも x86 が ARM に対して持つ最大の利点だと思う
いつか一般的な ARM プロセッサもそれくらい柔軟になるといい
いずれにせよ、x86 プロセッサがここまで安く、低消費電力で、なおかつかなり強力になったのは驚き
N100 を使うデバイスがもっと増えてほしい
完全な EDK II BIOS と UEFI を備えているが、依然としてサーバー/HEDT 向けであってデスクトップ向けではなく、SBC やホビー用途の領域ではなおさらない
今年 Raspberry Pi に UEFI サポートが出る可能性を聞いてみたが、少なくとも Pi 5 世代では優先事項ではなさそうだった
それでも UEFI があるといい。ディストリビューションのメンテナーがいくつかの「主要な」Arm ボードにあまり集中せず、aarch64 向けのディストリビューション1つで済むようになるから
最近 Raspberry Pi 5 を買ったが、小さなホームサーバー用途なら N100 のどれかを買うべきだったと後悔している
従来のスマホ充電器を使えること、パッシブ冷却、「安価さ」といった Pi のキラー機能は、安定したシステムを望むなら、もはやそのままでは残っていない
逆に ARM システムの「低消費電力」は、従来の x64 ミニ PC CPU と比べて、それほど大きな飛躍でもない
これまでは非常に良い小型 CPU だった
ARM エコシステムは標準化の面で x86 より深刻に遅れている
人気のある ARM ボードではないデバイス向けの ISO を探し回るのは、ベンダーが激しくパッチを当てたカーネルのサポートを終えたら不可能になるだろう
ベンダーたちが信じ込ませようとしている「ARM 化された未来」は、バラ色の夢ではなさそう
ただしファームウェアのインストールが必要
Pine64 の一部デバイスで Tow-boot を使うのも似たようなもので、最近は Rockchip ボード向けのプロジェクトもある
Rockpro64 2台は、USB 上の ISO ファイルから Fedora Server の標準 ISO で起動してインストールした
$60 だなんて、あり得ないほどの特価に見える
そう思ったのは自分だけではなかったようで、すでに売り切れ
報告されている温度は気に入らないが、CPU をかなり大きくスロットリングしてでも使うつもりはある
こういうボードに巨大な GPU を付けて推論に使ってみた人がいるのか気になる
NVMe ポートでデータを供給するところに制限はあるだろうが、それ以外にはボトルネックがないのではないかと思う
Jetson ボードの代金を払わずに、推論以外の消費電力と重量を減らす、軽くてかわいい方法に見える
M.2 スロットを使ってもかなりのボトルネックになるだろうし、別のものを使ったほうがいい。AMD の内蔵 GPU でさえ、よりうまく動く可能性がある (https://taoofmac.com/space/blog/2024/04/13/2100)
真面目に言うと、強力な GPU を動かすには大きな電源ユニットが必要なのに、なぜ RPi や他の小型フォームファクターを使おうとするのか疑問
内蔵 NVMe を備えた Intel ベースの Raspberry Pi 競合製品が本当に必要だった
これは良さそう
これを Emulation Station と組み合わせて使えば、素晴らしいレトロゲーム機になりそう
今は RPi 4 をその用途に使っているが、CPU 性能がずっと高ければ間違いなくもっと良くなるはず
標準プラットフォームがあまり定まっていないせいか、batocera では細かな違和感は多かったが、性能そのものは比較にならない
レトロコンソールはフルアップスケーリングが可能で、Nintendo Switch も簡単に処理できる
SATA ヘッダーがないのは意外
ファンレスヒートシンクがこのボードでうまく効くかをまず見てから待つつもり
このボードにはおそらくなく、そうだとすると SATA コントローラーと一緒に別の電源ユニットを詰め込むか、ユーザーに外部電源を適当に組み合わせさせる必要がある
後者を許容できるなら、M.2 スロットに SATA コントローラーを入れられる
https://www.amazon.com/MZHOU-Support-Interface-Spports-Windo...
N100 や近い系列をベースにした他のボードはたくさんある
ODROID-H4+ が気に入るかもしれない。 https://www.hardkernel.com/shop/odroid-h4-plus/
Radxa X4 の利点は、Raspberry Pi の代わりとして買える点。似た価格、似たフォームファクター、オンボード RP2040 による似た GPIO 選択肢を提供している