Intel Arc на Raspberry Pi и других не-x86 платформах: установка, настройка и оценка производительности

Наконец-то удалось добиться заметного прогресса в адаптации графических ускорителей Intel Arc на платформах Raspberry Pi: система работает стабильно и готова к дальнейшей интеграции. После устранения множества технических барьеров появилась реальная перспектива включения поддержки этих видеокарт в официальную Raspberry Pi OS. Для активации Intel Arc в будущем достаточно будет установить соответствующий пакет прошивки.

Это достижение выходит далеко за пределы экосистемы Raspberry Pi.

Разработанный программный патч обеспечивает работу драйвера Intel Xe не только на Arm-архитектуре, но и на любых non-x86 системах, включая RISC-V. Raspberry Pi выступает удобной и доступной платформой для проверки этих изменений.

Успешная интеграция драйвера Intel Xe в ядро Linux для архитектур, отличных от x86, открывает широкий путь видеокартам Intel Arc в экосистему RISC-V, где остро не хватает производительных GPU с открытыми драйверами.

Содержание

→ Аппаратная схема и усиление PCIe-сигнала
→ Экономика проекта
→ Настройка ядра без сборки
→ Установка проприетарной прошивки
→ Рабочее окружение
→ Проблемы с Resizable BAR
→ Особенности Intel Arc
→ Производительность
→ Дальнейшие планы
.

В ходе экспериментов наиболее активно проверялись следующие модели Intel Arc:

• Intel Arc A750 (~250 $)
• Intel Arc B580 (~250 $)
• Intel Arc B50 (~350 $)
• Intel Arc A310 ECO (~110 $)

Также отмечены удачные тесты моделей A350 и A770, хотя они не проходили детального анализа.

A310 ECO особенно чувствительна к качеству PCIe-соединения, поэтому требует надёжного eGPU-дока и усилителей сигнала.

Аппаратная схема и усиление PCIe-сигнала

После публикации обзора надёжности eGPU-доков рекомендовали адаптер M.2→OcuLink с PCIe ReDriver, который усиливает и восстанавливает сигнал. Это оказалось критичным при длинной цепочке переходников: PCIe→OcuLink→M.2→PCIe на самой плате Pi.

С этой связкой все видеокарты стабильно обнаруживаются в док-станции Minisforum DEG1, которая обеспечивает не только надёжное крепление, но и устойчивость к тяжёлым картам вроде AMD RX 7900 XT.

Базовая схема подключения:

• eGPU док (например, Minisforum DEG1 или JMT);
• адаптер M.2→OcuLink с ReDriver (например, M.2→OcuLink);
• кабель OcuLink (OcuLink);
• отдельный блок питания ATX (Thermaltake 500 W) для док-станции и, при необходимости, самой видеокарты.

Далее последовательно запускаем Pi 5/500/CM5 с Pi OS Trixie и любой Intel Arc GP у.

Для AMD-карт процесс проще, но об этом — в отдельном материале.

Экономика проекта

Чтобы оценить выгодность сборки на Raspberry Pi и Intel Arc по сравнению с традиционным ПК, приведём затраты на собранную конфигурацию:

Компонент	Цена (USD)
Raspberry Pi CM5 8 GB	85
Плата CM5 IO с M.2	25
JMT M.2 M-key eGPU-док	86
Thermaltake 500 W PSU	40
Intel Arc B50 16 GB	350
Итого	586

Отметим, что Intel Arc B50 временно отсутствует в продаже из-за отличного соотношения цена/производительность. B580 стоит сопоставимо, но обладает меньшим объёмом VRAM и чуть более высоким энергопотреблением.

К итоговой сумме при необходимости добавятся адаптер USB-C и карта microSD. Конечная стоимость зависит от уже имеющихся компонентов.

В качестве альтернативы на вторичном рынке можно найти мини-корпус с полноформатным ПК, который обеспечит аналогичную производительность с полностью поддерживаемыми драйверами и чуть большим энергопотреблением.

Таким образом, eGPU на Raspberry Pi — скорее учебно-экспериментальное решение, нежели бюджетная замена настольному ПК.

Онлайн-квест для новичков и профи в IT. 24–28 ноября

Найдите скрытые коды первыми и получите эксклюзивные призы от Selectel.

Участвовать →

Настройка ядра без сборки

Обновите пакеты Pi OS Trixie:

sudo apt update && sudo apt upgrade -y

Затем:

1. Установите экспериментальное ядро от 6by9:

sudo rpi-update pulls/7113

2. Откройте /boot/firmware/config.txt и добавьте:

kernel=kernel8.img  # использование bcm2711_defconfig из PR#7072
dtparam=pciex1_gen=3  # активация PCIe Gen 3
auto_initramfs=0      # отключение auto_initramfs

3. В /boot/firmware/cmdline.txt добавьте:

xe.force_probe=*

Перезагрузите систему:

sudo reboot

Установка проприетарной прошивки

Установите необходимые пакеты прошивки:

sudo apt install -y firmware-intel-graphics firmware-amd-graphics firmware-misc-nonfree

Если после перезагрузки видеокарта остаётся невидимой, проверьте dmesg. Например, для B580:

[    5.063645] xe 0001:03:00.0: [drm] GT1: Using GuC firmware from xe/bmg_guc_70.bin version 70.36.0
[    5.063667] xe 0001:03:00.0: [drm] GuC firmware (70.45.2) is recommended

В этом случае замените файл прошивки:

cd /usr/lib/firmware/xe
sudo wget -O bmg_guc_70.bin https://git.kernel.org/.../xe/bmg_guc_70.bin

Для видеокарт серии Alchemist копируйте прошивки в /usr/lib/firmware/i915, затем перезагрузитесь.

Рабочее окружение

На B580 среда labwc-pi не стартовала автоматически — появлялся лишь мигающий курсор. Для запуска GUI пришлось переключаться в терминал (Alt + F2) и вручную компилировать Mesa (инструкция), так как штатная версия Mesa не поддерживает Iris-драйвер.

Iris — реализация драйверов Gallium/Vulkan для Intel Arc в Mesa.

Проблемы с Resizable BAR

В логах dmesg можно найти:

[    4.742322] xe 0001:03:00.0: [drm] Failed to resize BAR2 to 16384M (-ENOSPC)

Драйвер требует 16 ГБ адресного пространства для видеопамяти, но загрузчик Pi выделяет лишь 256 МБ. Из-за этого запрос не выполняется, и производительность страдает. Полное решение описано в руководстве.

Особенности Intel Arc

• A750 — часто появляются искажения в верхней части окна; Vulkan-текстуры иногда не загружаются, в то время как OpenGL работает без проблем.
• B580 — артефакты появляются реже, карта тянет небольшие ИИ-модели, но с большими справляется нестабильно (4–5 ГБ VRAM).
• B50 — ненадёжна с крупными нейросетями, но хороша в SFF-сборках благодаря тихому вентилятору и низкому энергопотреблению.
• A310 ECO — крайне требовательна к качеству соединения, без ReDriver не стабилизируется и «отваливается» спустя несколько минут.

Производительность

На GitHub есть результаты тестов всех видеокарт на Pi. Для наглядности рассмотрим бенчмарк GravityMark:

Исходя из цен, карты показывают достойный результат, хотя Nvidia пока отсутствуют в списке. Для малых LLM Intel Arc B50 Pro с её объёмом RAM и энергоэффективностью — неплохая основа для компактной нейромашины.

Тем не менее проблемы с Resizable BAR и ограниченным адресным окном влияют на производительность при интенсивной работе с видеопамятью. До решения этих вопросов использование Intel Arc на Pi останется уделом энтузиастов.

Дальнейшие планы

В настоящий момент «Pull Request» для поддержки AMD и Intel хорошо функционирует (#7113), а минималистичный PR с ключевыми правками уже доступен (#10).

Прежде чем изменения попадут в официальное ядро Raspberry Pi Linux, их предстоит сегментировать и внести в mainline-ядро Linux — процесс активно обсуждается в сообществе Pi и RISC-V. Первые отклики на LKML уже подтверждают архитектурную обоснованность патчей (ответ LKML).

Главная задача — убедиться, что все изменения корректно работают на любых non-x86 системах, а не только на Raspberry Pi.

 

Источник