Раньше компьютер занимал комнату, потом шкаф, потом коробку на столе. Сегодня не проблема взять одноплатник с кредитки и собрать ПК произвольной конфигурации: это будет маршрутизатор или NAS, сервер для управления IoT или хранения файлов.
Несколько лет назад на рынке появились сантиметровые «кубики» типа NanoPi и VoCore. Миниатюрный компьютер под Linux (c WiFi, Ethernet и карточкой microSD) можно установить в любом месте дома или офиса — его почти никто не заметит.
Ветеран труда
VoCore — один из первых компьютеров этого типа. Вышел в далёком 2014 году и успешно продаётся до сих пор, уже в версии VoCore2. Текущая цена $17,99.
В принципе, с 128 МБ DDR, WIFI, USB, UART, I2C, SPI, 20+ GPIO — это полноценный компьютер под Linux (OpenWrt), который можно расширять как душе угодно. Производитель обещает продолжать производство конкретно этой модели как минимум до 2025 года, а может, и дольше, так что долговечность системы гарантирована на несколько лет, как и техническая поддержка, в том числе в сообществе энтузиастов.
Компьютер полностью опенсорсный. Аппаратный дизайн, электрические схемы, драйверы и исходный код программ — всё открыто на офсайте.
Технические спецификации
| Размер | 25,6 мм × 25,6 мм × 3,0 мм |
|---|---|
| CPU | MT7628, 580 МГц, ядро MIPS 24K |
| RAM | 128 МБ, DDR2, 166 МГц |
| Хранилище | 16M NOR на плате, поддержка SDXC до 2 ТБ |
| WiFi | 802.11n, 2T2R, до 300 Мбит/с |
| Антенна | Встроенная на плате и внешняя U.FL |
| Ethernet | 1 порт/5 портов, до 100 Мбит/с |
| USB | USB 2.0 (только хост), до 480 Мбит/с |
| GPIO | около 40 (pinmux) |
| UART | x3 (UART2 для отладочной консоли) |
| PWM | x4 |
| PCIe (опция) | x1 (опция) |
| Температура | от 0 °C ~ 40 °C (полная нагрузка) или от −10 °C до 70 °C |
| Питание | 3,6V ~ 5,5V, 500mA |
| Энергопотребление | 74mA WiFi режим ожидания, 230mA WiFi полная скорость, 5V |
| Логический уровень | Все логические контакты 3,3V, напряжение 4mA/8mA |
Кроме базовой платы, доступны версии VoCore2 + USB Header (только питание) и VoCore2 + USB Header + MicroSD (питание, разъём для флеш-карты), на несколько долларов дороже.
VoCore2 Ultimate за $45 — это уже пригодный к использованию компьютер в корпусе с разъёмами, включая USB 2.0, microSD, Ethernet 100 Мбит/с.
Поддерживаются карты SDXC до 2 ТБ, что уже позволяет организовать полноценное хранилище файлов. К примеру, двух терабайт хватит для 180 часов видеозаписи исходя из скорости записи в разрешении Full HD (1920×1080) на 26 Мбит/с (3,25 МБ/с). Есть поддержка 802.11n (драйвер WiFi), предусмотрен интерфейс U.FL для внешней антенны. Гнездо 3,5 мм можно использовать и для микрофона, и для наушников.
Рекомендуется устанавливать OpenWrt 18.06.5 или OpenWrt 19.07.3.
Для VoCore2 продаётся несколько «расширений». Например, 4-дюймовый экранчик Toshiba (USB 2.0 480MHz, 480×800 пикселей, 97×58×3,8 мм, 0,5 Вт, 250 лм) удобно повесить на стену или поставить в рамочку. Есть модели 4,3″ и 5″.
Благодаря стандартному интерфейсу USB, этот экран удобно использовать как обычный компьютерный дисплей или панель управления с тачскрином.
В принципе, это интересный способ утилизации старых ненужных смартфонов и планшетов. Если подключить к ним VoCore, их можно использовать в качестве вспомогательных рабочих мониторов или тачскринов.
За прошедшие годы VoCore2 зарекомендовал себя как надёжный девайс, способный работать несколько месяцев или лет без перезагрузки.
Конечно, в таком миниатюрном устройстве не приходится рассчитывать на сверхвысокую вычислительную мощность. Понятно, что процессорное ядро MIPS 24K образца 2006-2009 года на архитектуре RISC (580 МГц) — это дремучая древность, которая ограничивает возможности «сервера». Например, уже у первой версии Raspberry Pi был процессор помощнее (плюс ускорители).
К счастью, технический прогресс не стоит на месте, так что к 2022 году выбор в этой категории сильно увеличился. Сегодня можно найти одноплатники на более мощных процессорах ARM. В специализированных магазинах электроники такая категория компьютеров называется NanoPC и NanoPi.
Вот некоторые интересные представители.
Мощная молодёжь
NanoPi NEO Air. База
Платы NanoPi, по сравнению с оригинальными кубиками VoCore, чуть дороже и массивнее, зато гораздо мощнее.
Например, NanoPi NEO Air — компактная плата за $31,50 на чипе Allwinner H3 легко поднимает стандартные дистрибутивы Linux. Поддержка данного SoC встроена в ядро Linux.
По размеру NEO Air чуть больше (вес 8 г), но это уже совершенно иной уровень: здесь четырёхъядерный процессор Cortex-A7 до 1,2 ГГц и 512 МБ DDR3 RAM.
Прочие спецификации:
| Размер | 40 мм × 40 мм, толщина платы 6 слоёв |
|---|---|
| Хранилище | 8 ГБ/32 ГБ eMMC |
| WiFi | 802.11b/g/n |
| Bluetooth | 4.0 dual mode |
| USB | USB 2.0 (три) |
| microUSB | OTG и питание |
| GPIO1 | 24 pin через 2,54 мм, включая UART, SPI, I2C, GPIO |
| GPIO2 | 12 pin через 2,54 мм, включая USBx2, IR, SPDIF, I2S |
| Отладочный порт/UART0 | 4 pin через 2,54 мм, x3 (UART2 для отладочной консоли) |
| Интерфейс камеры DVP | 24 пина через 0,5 мм, FPC |
| Разъём microSD | 1 |
| Температура | от −20 °C до 70 °C |
| Питание | DC 5V/2A |
| Поддержка ОС | FriendlyCore 16.04 (основан на UbuntuCore-16.04) FriendlyCore Focal (основан на Ubuntu 20.04) FriendlyWrt 19.07.1(32-bit) Armbian DietPi Lakka Kali |
Как видим, здесь изначально поддерживаются некоторые известные дистрибутивы Linux, включая хакерский Kali и несколько производных от Ubuntu/UbuntuCore.
Ну и конечно, для NEO Air доступен весь набор аксессуаров NanoPi, включая симпатичный акриловый корпус ($1,99), акселерометры, камера-модули, батарейные отсеки и прочее.
Но на такой системе мы уже можем поднять веб-сервер, контейнеры Docker, приложение NodeJS и так далее. Вполне годится даже для домашнего NAS, как альтернатива дорогим DIY-решениям на архитектуре x86.
Кстати, на x86 бюджетный NAS типа Synology стоит примерно 530 долларов, если собирать всё из новеньких деталей, включая AMD Athlon 3000G, 32 ГБ RAM, стильный корпус за сто долларов и т. д. Это внушительная сумма для простого хостинга и раздачи файлов, с которой справится бюджетный одноплатник.
Бюджетный вариант
В линейке NanoPi самый доступный вариант NanoPi NEO продаётся всего за $16, но в нём отсутствует Wi-Fi.
Почти по всем остальным характеристикам соответствует NEO Air, только памяти здесь 256 МБ в базовой комплектации (+$2 за 512 МБ). Размер платы тот же 4×4 см.
Комплект с металлическим корпусом и кастомным радиатором стоит $19,99.
За такой мощный компьютер придётся расплачиваться не только долларами: на максимальной нагрузке нужен теплоотвод SoC. И энергопотребление тут существенно выше, чем у MIPS 24K.
Ещё дешевле
Если хотите собрать систему ещё дешевле, то можно поискать в китайских магазинах разные платы на микросхеме типа F1C100s или аналогичных чипах RockChip/AllWinner/MediaTek.
Например, вот Lichee Nano за $11,57. Здесь SoC Allwinner F1C100s, процессорное ядро ARM926EJS, частота до 900 МГц, 32 МБ встроенной памяти SDRAM, 16 МБ SPI Flash, встроенный слот TF, коннектор для подключения дисплея, SDIO для WiFi-модуля, SPI x2, TWI x3, UART x3
Полный комплект с дисплеем стоит $25,45.
Размер платы 33,0×25,4 мм (вес 4,2 г), ненамного больше VoCore2. Энергопотребление примерно на уровне VoCore2: здесь заявлено 54мА в режиме ожидания (Linux), 250мА с дисплеем.
И таких предложений можно найти довольно много. Особенно если побродить по развалам китайских радиорынков.
Желательно сверяться с таблицей и смотреть, какие чипы поддерживаются в ядре Linux. Наличие такой поддержки значительно упростит сборку и наладку системы.
Самые современные
В апреле 2022 года был представлен модуль OSD335x-SM производства Octavo Systems размером всего 21×21 мм. Он примечателен не только размерами, но и начинкой.
В системе работает процессор Sitara ARM Cortex-A8 AM335x (производство Texas Instruments), до 1 ГБ памяти DDR3, интегральная схема управления питанием TPS65217C, регулируемый стабилизатор напряжения TL5209 и остальные компоненты — всё в одном корпусе. Пожалуй, это самый современный из ARM-систем подобного класса. Хотя цены кусаются и купить этот SoC проблематично, но интересно хотя бы посмотреть, в каком направлении развиваются технологии.
Ещё один пример современной системы — одноплатник ODROID-M1 (производство SoC RK3568B2 гарантировано до 2035 года) с 8 ГБ RAM и полным набором портов. Но это уже мощный и дорогой ПК стоимостью $90, скорее для коммерческого использования, а не для энтузиастов.
К такому одноплатнику легко подключается стандартный 2,5-дюймовый HDD или SSD по нативному разъёму SATA 3.0 — и вот практически готов файл-сервер со скоростью последовательного доступа 500 МБ/с.
Отдельно продаётся 8-дюймовый дисплей с настенными креплениями, куда удобно монтируется плата.
Но как мы уже говорили, это относительно дорогое удовольствие, да и формат довольно габаритный.
Компьютерные кубики
Вот сантиметровые компьютеры — это совершенно новый уровень миниатюризации. Представьте, что у вас на ладонях помещается десяток серверов. Их буквально можно «взять жменьку» — и «насыпать, сколько нужно». Если без шуток, то у таких систем несколько новых областей применения. Например, они подходят для скрытой установки, в том числе внутри или на корпусе различных приборов: внутри клавиатуры или офисного телефона, на корпусе монитора, под крышкой стола, в камере видеонаблюдения и так далее. В любом месте девайс практически не будет заметен. 
Например, на фотографии справа одноплатник с камера-модулем скрыт в плафоне лампы для скрытой видеосъёмки.
Разумеется, речь идёт о применении для личных нужд в своём помещении. В иных случаях не следует забывать о статье 138.1 УК РФ «Незаконный оборот специальных технических средств, предназначенных для негласного получения информации».
Несложно представить кластер из одноплатников с флеш-картами, благо на рынке появились достаточно дешёвые карты большой ёмкости с заявленной надёжностью на годы и даже десятилетия (при не очень интенсивном использовании). Проблема надёжности флеш-карт решается дублированием, так что теоретически такой хостинг вполне возможен. Как вариант, можно собрать RAID-массив из флеш-карт через переходник SATA, что-то вроде самодельного SSD. Ну или подключить стандартный HDD/SSD для хостинга файлов.
Архив на флеш-картах — идеальное решение для некоторых специфических задач. Мы уже упоминали, что на карту VoCore2 объёмом 2 ТБ поместится около 180 часов видеозаписи исходя из скорости записи FullHD (1920×1080) на 26 Мбит/с. То есть для создания видеоархива достаточно просто вставлять новую карточку 1 раз в неделю, а старую помещать в архив. За год получаем 52 карточки, на каждой по одной неделе видеозаписи. Чёткая система.
Кроме бэкенда видеокамеры, миниатюрный ПК можно использовать как маршрутизатор, систему управления умным домом (кстати, для умного дома как раз вышла Home Assistant OS Release 8), мультимедийный центр или просто маленький сервер. В общем, такому прибору всегда найдётся применение.
Используете ли вы такие миниатюрные решения?
НЛО прилетело и оставило здесь промокод для читателей нашего блога:
— 15% на все тарифы VDS (кроме тарифа Прогрев) — HABRFIRSTVDS.
