SBC单片电脑的选择

## 目的

选择一个低成本高效率且低功耗的解决方案,搭建一个私有云存储,用来保存大量的文件,暂时不需要流媒体播放解码功能。

## 核心需求

1. 低成本,要比群晖的解决方案便宜

2. 低功耗

3. 低噪音

4. 体积小:不占用太多办公地点

5. 安全性

6. 具有文件、目录的权限控制

从以上几点,最初的解决方案就是采用SBC——Single board computer, 通过部署黑群晖或者某些开源的私有云解决方案来提供NAS服务,单片电脑的优势包括了低成本、低功耗、基本无风扇所以也就没有噪音,安全性也能够保证。本质上群晖的机器也就是一个廉价的芯片配上一个盒子,最核心的其实是他的软件和服务,动辄三四千的机器也不过是提供了非常廉价的双核处理器。因此,自己购买开发板来定制NAS成本会降低很多,并且具有更好的扩展性。

## 硬件选择

手上有几年前的香蕉派的板子,大概是双核1G赫兹的CPU,性能上已经比较落后了,简单的测试了下一个私有云服务的部署,感觉速度略慢,为了提供更好的服务,特意浏览了大量的近期的主流芯片,比较靠谱的罗列在下,优缺点都简单说明。

从架构上看,分为一下两类:

### X86

架构更接近我们使用的PC,软件更丰富,解决方案更多,同时价格更贵,如果说Arm的芯片一般在30-70美元,X86架构的芯片则一般在100-300美元不等,这个架构的SOC基本上只有Intel和AMD两家。

先说提供嵌入式低功耗芯片的系列,Intel有赛扬、奔腾、凌动这几个系列,酷睿和志强系列不考虑,价格很高一般只在电脑和服务器上使用,即使是超级本使用的U系列芯片价格也足够贵,对于NAS来说有点过剩。而赛扬、奔腾、凌动(Atom)系列中,赛扬一般以J开头,奔腾以N开头(不完全是,比如N4000、N4100都是赛扬系列,但N4200就还是奔腾),凌动以Z开头,还分为X3, X5, X7三个系列对应不同的需求,一般是越大越好,每种系列的数字大小之间一般都是发布时间顺序,但是跨系列的数字比较没有绝对关系,比如J4105性能要好于N4200和Z8305,并不能直接从数字得出结论,因此浏览并比较了大量的SOC测评信息。

简单总结下这三个系列的特点,凌动系列是最初的超级本或者平板芯片,功耗低、基础频率低,在开发版上大量使用,基本满足需求,而如果要求性能的话,Z系列的凌动基本上都不要考虑,比如Z8305这个大量被使用的芯片,基础频率不过1.1GHz,满负荷的频率不过1.9GHz,有点弱。

赛扬、奔腾常用在入门PC,因此性能反而一般都比凌动好,这两个我们比较熟悉的名字其中的性能关系也是错综复杂,其中J系列的赛扬比较新的芯片有J4105和J5005,性价比一流,四核且频率在1.5-(2.5)2.8之间,而N系列的奔腾,比如最新的N4100,N4205之类,频率上跟J系列那两者差不多,但是都不怎么更新了,几年前的产品,反而不如近期更新过的赛扬性价比高。

结论:这几款芯片中J4105和J5005是最值得关注的性价比很高的SOC了,价格便宜,性能好,14纳米功耗低。

AMD家的嵌入式芯片只有UDOO家有产品,且价格是2400人民币起步,虽然性能不错但是还是不考虑,UDOO Bold当时在KickStarter众筹是249美元,不过没有赶上,现在国内有一家Mouser的供应商有现货,但是卖的价格是V3两千多,V8三千多,还不如买个电脑了。

做X86 SBC比较常见的是以下几家:

#### Up board

这家的芯片很贵,性价比一般,200多美元的板子也只有Atom的处理器而已,扩展模块丰富,有X86,Core,Core Plus和Squared几个系列,后者远好于前者,但是最后使用奔腾芯片的Squared板子动辄三百多刀,不予考虑。

#### UDOO

一家比较激进的开发板,具有AMD的产品,缺点还是贵

#### Odroid系列

韩国的,公司名字叫hard kernel,具有三星、ARM、X86等各个系列的单板,性价比一流,非常值得关注,奈何常年缺货。他家的Odroid-H2可以说是目前最具性价比的开发板了,具有J4105和4G DDR4内存,只卖110刀,可以说是具有SBC中顶级的性能,比以上几家300多刀的板子性能在一个级别。可惜只有四月才有可能有货,还不一定买得到。

### Arm

Arm架构的CPU通常用在移动端,具有非常好的低功耗、低成本的特点,最有名的树莓派最新的产品3B+也不过卖40美元,已经是四核1.5GHz的性能了。这类芯片的价格最贵的不过100刀,可选非常丰富,可谓挑花了眼,这次的私有云当然是希望性能越高越好,因此这类芯片在完全不用担心价格的情况下,主要关注的就是性能和发热了。缺点就是有些产品对ARM架构支持的不太好,当然那是几年前了,现在随着单板电脑的流行,常用的发行版的操作系统和工具都支持ARM架构了,只是可能细化来说ARM有V7 V8等多种架构,完美的支持起来,需要踩很多坑,自己编译一些工具。

ARM架构的芯片流派众多,比X86的双头格局不同,起码有十来家不同的芯片商,比如三星、华为、高通,以及AmLogic, Rock chip等等,这里只罗列最终纳入考虑的芯片,其中华为具有960、970的开发板,不过价格非常贵,都在2000人民币以上,性能很好但是不值得考虑,而三星的芯片开发板很少,目前主流的也只有Odroid-xu4一种,大概是三年前的产品了,8核主频2GHz,性能依然非常好,不过因为是32位且内存只有2G,现在看起来稍稍有些不足,不过依然作为备选。

比较引人注目的芯片也只有以下几款产品。

#### RK3399(Pro)

这款芯片性能足够,2+4结构,两个高性能大核,up to 2GHz, 四个低功耗核心1.5GHz,大量应用在很多家的产品中,缺陷就是使用的是28纳米的技术,发热量大,难以发挥最高性能,好处是性价比高,并且具有带NPU的Pro产品,可以用来开发边缘计算所需要的深度学习的计算能力,配合摄像头可以做更多有趣的事情。常见的板子有

##### RockPro64

699人民币可以买到4G DDR4 64G板载存储的板子,性价比最好,只是没有无线和蓝牙

##### Nano pi

价格略贵与上边这家,集成了无线和蓝牙

##### AIO-3399-AI

这家之所以关注,就是因为除了官方的RK3399Pro出来了一个大大的带NPU的板子,也只有这家集成了神经网络芯片了,当然华为的麒麟不算,太贵了,这家所集成的AI芯片并不是3399 Pro所设计的NPU,而是另外一家的产品,浮点计算能力很强,大概是2.8TOPS,直接支持各种神经网络开发工具和模型,并且有AI加速棒卖,所以直接集成进去并没有太大的优势,之间的数据通信依然是通过USB,跟另外买一个棒没啥区别,还嗷嗷贵,带NPU的版本要在人民币1400左右,不考虑。

#### AmLogic S922X

这个芯片非常的新,性能要比RK3399好20%左右,基本上只有Odroid-n2一种产品,大概是在三月底四月初开始卖,4+2结构,四个大核心2个小核心,频率也是可以达到2GHz,且核心数量更多,12纳米的工艺,发热量可控,有了这个芯片,就完全不再想买RK3399这类板子了,只不过也是要等,时间不可控。

#### Samsung 猎户座

目前也只有xu4这款几年前的产品,虽然性能不错,但是比n2还是差一些。

### 硬件结论

总结下来,其实真正靠谱的板子只有Odroid-N2/H2两种,都是这家开发的,但是都是在还没开始预购和缺货的过程,这两种板子代表了ARM和X86性价比的极致了,其中N2使用的ARM 四核A73 + 双核A53 架构的芯片,个头小性能一流,发热量还好,4K 60Hz都毫无压力,可以发挥的场景非常多,后者H2使用的J4105也是目前嵌入式X86芯片性能最好的选择了,在5005缺席的情况下,因为5005更多的用在ITX这类小型机箱上,尺寸在17cm左右,还是太大了,在小尺寸的所谓信用卡电脑上,J4105应该已经是极限了,但问题是缺货,四月份开售买得到买不到还不一定,只能开始寻求备用方案,也就是Mini PC,存在这种可能,Mini PC的开发商能够批量拿到某类板子,这样成品虽然可玩性不高但是性价比会进一步提升,买到的产品不再具有各种引脚或者接口,但是体积和性能可以得到进一步提升。

### Mini PC的选择

Intel有自己的NUC卖,不过性价比一般,后来浏览了大量淘宝、亚马逊上的Mini PC,发现国产的小型电脑非常的畅销,尤其是在国外有非常多的粉丝,淘宝上可能月销量只有十几,但是在亚马逊和eBay上很受欢迎,这也是因为国外人口素质偏高,大家的动手能力也比较强,国产的东西性价比也比较高,在亚马逊美国大家讨论的一些热门的供应商最后发现都是来自于广州地区,看起来这也是一种靠谱的创业途径。

主要搜索的就是CPU是赛扬J4105和J5005型号的产品,最终选择了一家叫bee-link的盒子,大小还算符合要求,10厘米见方,4厘米高,一开始觉得一家钻石卖家一定是非常山寨,不过后来看网站都是英文的更多面向国外用户,这家的J4105的盒子具有板载的4G LPDDR4内存和eMMC 64G存储,性能上非常不错,作为X86系列的芯片,可以选择装黑群晖这种盗版系统,或者开源的私有云服务都可以,可选方案多。价格最终是950,比Odroid-H2 110美元的SBC没有贵多少,还多了盒子和风扇等,并且支持两个SATA接口,可以支持双硬盘,加强数据的安全性。

### Mini PC的加强

今天突然想到,目前的beelink X45的产品,所使用的硬盘是板载的eMMC,性能上可能成为瓶颈,读写速度只有300M左右,而这个板子上预留了一个古老的mSata的SSD接口,想起来有个上次升级硬盘闲置下来的128G的东芝的NVME M.2 SSD(读写速度1GB/S以上),虽然这个主板上没有这个接口,但是可以买个转接口将mSATA转换到M.2的硬盘上,虽然性能上会变慢,但是还是比目前板载的快很多,就在淘宝上找了很多家,发现都只有B-KEY接口的转换头,对于M-KEY这种速度更快的NVME SSD都看不到,最后突然发现了一家很简陋的转换器,卖的还很便宜,只能先试试了。预计最终读写速度会达到500-700M左右,应该会在原来的两倍左右。

### 硬件成本

最终算下来就只有950+28块,同时具有很小的体积,10厘米的小盒子和很低的功耗,大概安静状态在5瓦以下,平时不过十几瓦,并且非常安静,基本上不会初心啊风扇转的情况,四核主频最高2.5G,可以非常快速的处理各种任务,甚至可以用作工作任务。为之后保证了扩展性。

虽然说比预期想买的Odroid-n2,大概价格70-80刀要贵了一些,但是明显具有更好的性能,还是很划算的。

## 软件方案

目前暂定seafile做私有云存储

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