รีวิวแกะกล่อง Raspberry Pi Development Kit for CM5 (Part 1)

Raspberry Pi ได้เปิดตัว Compute Module 5 (CM5) และทางบริษัทได้ส่งชุดพัฒนา “Raspberry Pi Development Kit for CM5” มาให้เราได้รีวิวและทดลองใช้งานโมดูล Broadcom BCM2712 รุ่นใหม่ ซึ่งมาแทนที่ Raspberry Pi Compute Module 4 (CM4) ที่เปิดตัวไปเมื่อปี 2020

วันนี้เราจะมาแกะกล่องและดูชุดพัฒนาเบื้องต้น โดยเริ่มจากการตรวจสอบฮาร์ดแวร์ การเชื่อมต่ออุปกรณ์เสริม การบูตเข้าสู่ระบบปฏิบัติการ Raspberry Pi OS และการเก็บข้อมูลระบบพื้นฐาน ทั้งนี้ ซึ่งจะทำการรีวิวเชิงลึกในบทความต่อไป

แกะกล่อง Raspberry Pi Development Kit for CM5

เราได้รับชุดพัฒนาในกล่องที่มีข้อความระบุว่า “Raspberry Pi Development Kit” และ “For Raspberry Pi CM5”

ด้านล่างของกล่องมีการระบุรายการอุปกรณ์ในชุด ซึ่งเราจะทำการตรวจสอบ พร้อมทั้งลิงก์ไปยังเอกสารประกอบ

มาดูกันว่าชุด Raspberry Pi Development Kit มีอะไรบ้าง, Raspberry Pi IO Case, Raspberry Pi Compute Module 5, Raspberry Pi Cooler (ไม่ได้ออกแบบมาให้ใช้กับฝาครอบของ IO Case), อะแดปเตอร์ไฟ USB-C กำลังไฟ 27W, สาย HDMI สองเส้น, สาย USB-A to USB-C, ชุดสายอากาศ Raspberry Pi Antenna Kit, เราไม่เห็น Raspberry Pi CM5 IO Board แต่หวังว่าจะอยู่ภายในแพ็กเกจของ IO Case…

มาลองตรวจสอบ Raspberry Pi CM5 ก่อนและเปรียบเทียบกับ Raspberry Pi CM4 (Lite) เนื่องจากตอนนี้ฉันไม่มีโมดูล CM4

มีส่วนประกอบเพิ่มเติมอยู่ด้านบนของโมดูล CM5 นั่นคือ Raspberry Pi RP1 Peripheral Controller ที่อยู่ในบอร์ด Raspberry Pi 5 SBC, ชิปจ่ายพลังงานมีขนาดใหญ่ขึ้น โดยเปลี่ยนจาก Dialog DA9090 เป็น Renesas DA9091 PMIC ซึ่งเป็นผลมาจากการควบรวมและเข้าซื้อกิจการในช่วงที่ผ่านมา, เมื่อซูมไปที่ตัวต้านทานกำหนดค่าบริเวณมุมขวาบนของโมดูล CM5, จะเห็นได้ว่าฉันได้รับโมเดล CM5104032 ซึ่งมาพร้อมกับ RAM 4GB, หน่วยความจำflash 32GB และโมดูลไร้สาย นอกจากนี้ยังสังเกตเห็นตัวเลือกที่ยังไม่ได้ประกาศออกมาอย่างเป็นทางการ ดูเหมือนว่าในอนาคตอาจจะมี Raspberry Pi Compute Module 5 รุ่นที่ราคาถูกกว่า พร้อม RAM 1GB และ eMMC 8GB ออกมา รวมถึงรุ่นระดับ higher-end ที่มี eMMC สูงสุด 128GB ด้วย

โมดูล CM4 มี eMMC flash อยู่ด้านบน แต่เนื่องจากมีชิป RP1 บน CM5 ทำให้ต้องย้าย eMMC flash จึไปอยู่ด้านล่างของโมดูลแทน, ยังคงมีตัวเชื่อมต่อแบบ board-to-board (B2B ) สองตัวออกแบบมาให้อยู่ในตำแหน่งเดียวกันและมี layout เหมือนเดิม

Raspberry Pi Cooler มาพร้อมกับชุดสกรู และเราจะเห็นช่องเปิดด้านซ้ายสำหรับสายอากาศ

ด้านล่างมีแผ่น thermal pad ระบายความร้อนสามแผ่น เพื่อให้แน่ใจว่า Raspberry Pi CM5 จะเย็นอยู่ภายใต้การใช้งานที่หนัก

ในที่สุดเราได้เห็น IO Case ซึ่งมาพร้อมกับบอร์ด Raspberry Pi CM5 IO Board ด้านหลังของ IO Case มีพอร์ตเพิ่มเติม เช่น พอร์ต HDMI สองพอร์ต, ไฟ LED สำหรับ Power และ Status, แจ็ค Ethernet RJ45 ความเร็ว 1Gb, พอร์ต USB 3.0 สองพอร์ต, พอร์ต USB-C สำหรับจ่ายไฟ, microSD card สำหรับ CM5 Lite เท่านั้น, ไฟ LED สำหรับการทำงานของ SSD, และช่องสำหรับสายอากาศ WiFi และ Bluetooth.

แผงด้านหน้ามีช่องระบายอากาศ, ช่องสำหรับสายเคเบิล MIPI สองช่องเชื่อมต่อกล้อง/จอแสดงผล MIPI และปุ่มเปิด/ปิด

การประกอบชุดพัฒนา Raspberry Pi และการตั้งค่าฮาร์ดแวร์

เรามาเปิดเคสโดยการคลายสกรูสี่ตัว (สองตัวในแต่ละด้าน) ที่ยึดสองส่วนเข้าด้วยกัน พัดลมจะเชื่อมต่อกับฝาปิดเพื่อระบายความร้อน จากนั้นเราจะคลายสกรูอีกสี่ตัวและถอดสายพัดลมออกเพื่อดึงบอร์ด Raspberry Pi CM5 IO Board ออกมา

บอร์ดมาพร้อมกับช่องใส่แบตเตอรี่ CR2032 สำหรับแบตเตอรี่ RTC, GPIO header 40 ขาของ Raspberry Pi พร้อมรูยึดสำหรับบอร์ดขยาย HAT, ตัวเชื่อมต่อ PoE 4 ขา, ตัวเชื่อมต่อ board-to-board สำหรับโมดูล CM5, ช่องเสียบ M.2 M-key สำหรับ NVMe SSD ขนาด 2230, 2242, 2260 หรือ 2280, และตัวเชื่อมต่อ “Jumper” 14 ขาเพื่อกำหนดค่าการบูต, การป้องกันการเขียน EEPROM, USB OTG เป็นต้น รวมทั้งเชื่อมต่อปุ่มกด Power

ส่วนด้านล่างไม่มีส่วนประกอบใดๆ

มาดำเนินการประกอบกันเลย โดยการเพิ่มขั้วต่อ SMA ลงใน IO case

ตอนนี้เราสามารถใส่ Raspberry Pi CM5 IO Board กลับเข้าไปใน IO Case, ใส่โมดูล Raspberry Pi CM5, เชื่อมต่อสายอากาศ WiFi กับโมดูล, และเพิ่ม Raspberry Pi NVMe SSD (officia) 256GB, ที่จริงแล้วจะต้องใส่ใส่แบตเตอรี่ CR2032 ด้วย แต่ตอนนี้เราไม่มีแบตเตอรี่

เราได้เชื่อมต่อ Raspberry Pi Camera Module 3 เข้ากับพอร์ต CAM/DISP โดยส่งสายแบนผ่านช่องด้านบนของเคส IO เราวางแผนที่จะเชื่อมต่อ Raspberry Pi Touch Display 2 ด้วย แต่ตอนนี้ขอข้ามไปก่อน เพราะมันต้องการไฟ 5V จาก GPIO header 40 ขาของ Raspberry Pi และเราต้องการทดสอบ Raspberry Pi Developer Kit กับ IO Case ที่ปิดสนิทก่อน อย่างไรก็ตาม มันจะทำงานได้ดีหากเราเปิด IO Case เพราะเราสามารถเข้าถึง 5V/GND ที่ตัวเชื่อมต่อ GPIO ได้

ฉันไม่ได้ใช้ Raspberry Pi Cooler เพราะ Raspberry Pi ระบุว่าไม่ได้ออกแบบให้ใช้กับฝาครอบ IO Case นั่นหมายความว่าเราจะใช้พัดลม PWM สำหรับการระบายความร้อนแทน

การบูตครั้งแรกเข้าสู่ Raspberry Pi OS และข้อมูลระบบ

มาปิดฝาใส่สายอากาศ WiFi ภายนอก และลองบูตระบบหลังจากเชื่อมต่อจอมอนิเตอร์ HDMI และ RF dongles สำหรับคีย์บอร์ดและเมาส์

ระบบเริ่มทำงานได้ตามปกติ แม้ว่าฉันยังไม่ได้แฟลช Raspberry Pi OS ลงในหน่วยความจำeMMC flash, อธิบายก็ง่ายๆ คือ Development Kit บูตจาก SSD 256GB ที่ติดตั้ง Raspberry Pi OS ไว้ล่วงหน้า

pi@raspberrypi:~ $ df -h
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
udev            1.9G     0  1.9G   0% /dev
tmpfs           405M  6.4M  398M   2% /run
/dev/nvme0n1p2  235G  5.1G  218G   3% /
tmpfs           2.0G   34M  2.0G   2% /dev/shm
tmpfs           5.0M   48K  5.0M   1% /run/lock
/dev/nvme0n1p1  510M   76M  435M  15% /boot/firmware
tmpfs           405M  208K  404M   1% /run/user/1000

pi@raspberrypi:~ $ df -h

Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on

udev 1.9G 0 1.9G 0% /dev

tmpfs 405M 6.4M 398M 2% /run

/dev/nvme0n1p2 235G 5.1G 218G 3% /

tmpfs 2.0G 34M 2.0G 2% /dev/shm

tmpfs 5.0M 48K 5.0M 1% /run/lock

/dev/nvme0n1p1 510M 76M 435M 15% /boot/firmware

tmpfs 405M 208K 404M 1% /run/user/1000

แต่ inxi ยืนยันว่าเรามี eMMC flash 32GB (Samsung BJTD4R) และมีข้อมูลระบบอื่นๆ ดังนี้:

pi@raspberrypi:~ $ sudo inxi -Fc0
System:
  Host: raspberrypi Kernel: 6.6.51+rpt-rpi-2712 arch: aarch64 bits: 64
    Console: pty pts/2 Distro: Debian GNU/Linux 12 (bookworm)
Machine:
  Type: ARM System: Raspberry Pi Compute Module 5 Rev 1.0 details: N/A
    rev: c04180 serial: 2332d973fae3ffd8
CPU:
  Info: quad core model: N/A variant: cortex-a76 bits: 64 type: MCP cache:
    L2: 2 MiB
  Speed (MHz): avg: 2400 min/max: 1500/2400 cores: 1: 2400 2: 2400 3: 2400
    4: 2400
Graphics:
  Device-1: bcm2712-hdmi0 driver: vc4_hdmi v: N/A
  Device-2: bcm2712-hdmi1 driver: vc4_hdmi v: N/A
  Display: wayland server: X.org v: 1.21.1.7 with: Xwayland v: 22.1.9
    compositor: LabWC driver:
    gpu: vc4-drm,vc4_crtc,vc4_dpi,vc4_dsi,vc4_firmware_kms,vc4_hdmi,vc4_hvs,vc4_txp,vc4_v3d,vc4_vec
    tty: 80x24 resolution: 1920x1080
  API: EGL/GBM Message: No known Wayland EGL/GBM data sources.
Audio:
  Device-1: bcm2712-hdmi0 driver: vc4_hdmi
  Device-2: bcm2712-hdmi1 driver: vc4_hdmi
  API: ALSA v: k6.6.51+rpt-rpi-2712 status: kernel-api
Network:
  Device-1: Raspberry Pi RP1 PCIe 2.0 South Bridge driver: rp1
  IF: wlan0 state: up mac: 2c:cf:67:b2:8d:ea
  IF-ID-1: eth0 state: down mac: 2c:cf:67:b2:8d:e8
Bluetooth:
  Device-1: bcm7271-uart driver: bcm7271_uart
  Report: hciconfig ID: hci0 state: up address: 2C:CF:67:B2:8D:EB bt-v: 3.0
  Device-2: bcm7271-uart driver: N/A
Drives:
  Local Storage: total: 267.6 GiB used: 5.17 GiB (1.9%)
  ID-1: /dev/mmcblk0 type: Removable vendor: Samsung model: BJTD4R
    size: 29.12 GiB
  ID-2: /dev/nvme0n1 vendor: Samsung model: MZ9LQ256HBJD-00BVL
    size: 238.47 GiB
Partition:
  ID-1: / size: 234.2 GiB used: 5.1 GiB (2.2%) fs: ext4 dev: /dev/nvme0n1p2
Swap:
  ID-1: swap-1 type: file size: 200 MiB used: 0 KiB (0.0%) file: /var/swap
Sensors:
  System Temperatures: cpu: 68.8 C mobo: N/A
  Fan Speeds (RPM): cpu: 3516
Info:
  Processes: 214 Uptime: 4h 54m Memory: 3.95 GiB used: 1.33 GiB (33.5%)
  gpu: 8 MiB Init: systemd target: graphical (5) Shell: Sudo inxi: 3.3.26

pi@raspberrypi:~ $ sudo inxi -Fc0

System:

Host: raspberrypi Kernel: 6.6.51+rpt-rpi-2712 arch: aarch64 bits: 64

Console: pty pts/2 Distro: Debian GNU/Linux 12 (bookworm)

Machine:

Type: ARM System: Raspberry Pi Compute Module 5 Rev 1.0 details: N/A

rev: c04180 serial: 2332d973fae3ffd8

CPU:

Info: quad core model: N/A variant: cortex-a76 bits: 64 type: MCP cache:

L2: 2 MiB

Speed (MHz): avg: 2400 min/max: 1500/2400 cores: 1: 2400 2: 2400 3: 2400

4: 2400

Graphics:

Device-1: bcm2712-hdmi0 driver: vc4_hdmi v: N/A

Device-2: bcm2712-hdmi1 driver: vc4_hdmi v: N/A

Display: wayland server: X.org v: 1.21.1.7 with: Xwayland v: 22.1.9

compositor: LabWC driver:

gpu: vc4-drm,vc4_crtc,vc4_dpi,vc4_dsi,vc4_firmware_kms,vc4_hdmi,vc4_hvs,vc4_txp,vc4_v3d,vc4_vec

tty: 80x24 resolution: 1920x1080

API: EGL/GBM Message: No known Wayland EGL/GBM data sources.

Audio:

Device-1: bcm2712-hdmi0 driver: vc4_hdmi

Device-2: bcm2712-hdmi1 driver: vc4_hdmi

API: ALSA v: k6.6.51+rpt-rpi-2712 status: kernel-api

Network:

Device-1: Raspberry Pi RP1 PCIe 2.0 South Bridge driver: rp1

IF: wlan0 state: up mac: 2c:cf:67:b2:8d:ea

IF-ID-1: eth0 state: down mac: 2c:cf:67:b2:8d:e8

Bluetooth:

Device-1: bcm7271-uart driver: bcm7271_uart

Report: hciconfig ID: hci0 state: up address: 2C:CF:67:B2:8D:EB bt-v: 3.0

Device-2: bcm7271-uart driver: N/A

Drives:

Local Storage: total: 267.6 GiB used: 5.17 GiB (1.9%)

ID-1: /dev/mmcblk0 type: Removable vendor: Samsung model: BJTD4R

size: 29.12 GiB

ID-2: /dev/nvme0n1 vendor: Samsung model: MZ9LQ256HBJD-00BVL

size: 238.47 GiB

Partition:

ID-1: / size: 234.2 GiB used: 5.1 GiB (2.2%) fs: ext4 dev: /dev/nvme0n1p2

Swap:

ID-1: swap-1 type: file size: 200 MiB used: 0 KiB (0.0%) file: /var/swap

Sensors:

System Temperatures: cpu: 68.8 C mobo: N/A

Fan Speeds (RPM): cpu: 3516

Info:

Processes: 214 Uptime: 4h 54m Memory: 3.95 GiB used: 1.33 GiB (33.5%)

gpu: 8 MiB Init: systemd target: graphical (5) Shell: Sudo inxi: 3.3.26

ตรวจไม่พบกล้อง เราอาจจะต้องตรวจสอบการเชื่อมต่ออีกครั้ง และฉันอาจจะต้องตั้งค่าจัมเปอร์ ซึ่งเราจะตรวจสอบในการรีวิว Part 2

pi@raspberrypi:~ $ rpicam-hello --list
No cameras available!

1 2	pi@raspberrypi:~ $ rpicam-hello --list No cameras available!

อุณหภูมิขณะที่ไม่ทำงานอยู่ค่อนข้างสูงที่ 68.8°C เพราะไม่มีฮีทซิงค์และเราใช้าพัดลมเพียงอย่างเดียว มาลองรันสคริปต์ sbc-bench.sh เพื่อดูว่าเกิดการควบคุมอุณหภูมิ (thermal throttling) หรือไม่:

pi@raspberrypi:~ $ sudo ./sbc-bench.sh -r
Starting to examine hardware/software for review purposes...

sbc-bench v0.9.68

Installing needed tools: distro packages already installed, cpuminer. Done.
Checking cpufreq OPP. Done.
Executing tinymembench. Done.
Executing RAM latency tester. Done.
Executing OpenSSL benchmark. Done.
Executing 7-zip benchmark. Done.
Throttling test: heating up the device, 5 more minutes to wait. Done.
Checking cpufreq OPP again. Done (12 minutes elapsed).

Results validation:

  * Measured clockspeed not lower than advertised max CPU clockspeed
  * No swapping
  * Background activity (%system) OK
  * Too much other background activity: 0% avg, 6% max -> https://tinyurl.com/mr2wy5uv
  * Throttling / frequency capping (under-voltage) occured -> https://tinyurl.com/4ky59sys / https://tinyurl.com/3j2c66kd


Full results uploaded to https://0x0.st/XRKl.txt

# Raspberry Pi Compute Module 5 Rev 1.0

Tested with sbc-bench v0.9.68 on Wed, 27 Nov 2024 15:17:58 +0700. Full info: [https://0x0.st/XRKl.txt](http://0x0.st/XRKl.txt)

### General information:

    Information courtesy of cpufetch:
    
    SoC:                 Broadcom BCM2712
    Technology:          16nm
    Microarchitecture:   Cortex-A76
    Max Frequency:       2.400 GHz
    Cores:               4 cores
    Features:            NEON,SHA1,SHA2,AES,CRC32
    
    BCM2712, Kernel: aarch64, Userland: arm64
    
    CPU sysfs topology (clusters, cpufreq members, clockspeeds)
                     cpufreq   min    max
     CPU    cluster  policy   speed  speed   core type
      0        0        0     1500    2400   Cortex-A76 / r4p1
      1        0        0     1500    2400   Cortex-A76 / r4p1
      2        0        0     1500    2400   Cortex-A76 / r4p1
      3        0        0     1500    2400   Cortex-A76 / r4p1

4041 KB available RAM

### Governors/policies (performance vs. idle consumption):

Original governor settings:

    cpufreq-policy0: performance / 2400 MHz (conservative ondemand userspace powersave performance schedutil / 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400)

Tuned governor settings:

    cpufreq-policy0: performance / 2400 MHz

Status of performance related policies found below /sys:

    /sys/module/pcie_aspm/parameters/policy: default [performance] powersave powersupersave

### Clockspeeds (idle vs. heated up):

Before at 73.2°C:

    cpu0 (Cortex-A76): OPP: 2400, ThreadX: 2400, Measured: 2399 

After at 84.8°C (throttled):

    cpu0 (Cortex-A76): OPP: 2400, ThreadX: 2400, Measured: 2403 

### Performance baseline

  * memcpy: 5304.3 MB/s, memchr: 13456.6 MB/s, memset: 11936.3 MB/s
  * 16M latency: 119.0 118.8 117.2 115.3 122.0 119.1 139.2 134.3 
  * 128M latency: 135.0 134.2 136.5 141.3 135.2 134.0 135.7 136.4 
  * 7-zip MIPS (3 consecutive runs): 9831, 9085, 8992 (9300 avg), single-threaded: 3191
  * `aes-256-cbc     540403.95k  1003620.69k  1256036.52k  1332896.09k  1365554.52k  1367932.93k`
  * `aes-256-cbc     540634.79k  1003600.96k  1256047.70k  1332894.72k  1365325.14k  1368255.15k`

### PCIe and storage devices:

  * Raspberry RP1 PCIe 2.0 South Bridge: Speed 5GT/s, Width x4, driver in use: rp1, ASPM Disabled
  * 238.5GB "SAMSUNG MZ9LQ256HBJD-00BVL" SSD as /dev/nvme0: Speed 8GT/s, Width x1 (downgraded), 0% worn out, drive temp: 40°C, ASPM Disabled
  * 29.1GB "Samsung BJTD4R" HS400 Enhanced strobe eMMC 5.1 card as /dev/mmcblk0: date 07/2024, manfid/oemid: 0x000015/0x0100, hw/fw rev: 0x0/0x0300000000000000

### Swap configuration:

  * /var/swap on /dev/nvme0n1p2: 200.0M (0K used)

### Software versions:

  * Debian GNU/Linux 12 (bookworm)
  * Build scripts: http://archive.raspberrypi.com/debian/ bookworm main
  * Compiler: /usr/bin/gcc (Debian 12.2.0-14) 12.2.0 / aarch64-linux-gnu
  * OpenSSL 3.0.15, built on 3 Sep 2024 (Library: OpenSSL 3.0.15 3 Sep 2024)    
  * ThreadX: 26826259 / 2024/09/23 14:02:56 

### Kernel info:

  * `/proc/cmdline: reboot=w coherent_pool=1M 8250.nr_uarts=1 pci=pcie_bus_safe  smsc95xx.macaddr=2C:CF:67:B2:8D:E8 vc_mem.mem_base=0x3fc00000 vc_mem.mem_size=0x40000000  console=ttyAMA10,115200 console=tty1 root=PARTUUID=c15065e6-02 rootfstype=ext4 fsck.repair=yes rootwait quiet splash plymouth.ignore-serial-consoles`
  * Vulnerability Spec store bypass:      Mitigation; Speculative Store Bypass disabled via prctl
  * Vulnerability Spectre v1:             Mitigation; __user pointer sanitization
  * Vulnerability Spectre v2:             Mitigation; CSV2, BHB
  * Kernel 6.6.51+rpt-rpi-2712 / CONFIG_HZ=250

All known settings adjusted for performance. Device now ready for benchmarking.
Once finished stop with [ctrl]-[c] to get info about throttling, frequency cap
and too high background activity all potentially invalidating benchmark scores.
All changes with storage and PCIe devices as well as suspicious dmesg contents
will be reported too.

Time        fake/real   load %cpu %sys %usr %nice %io %irq   Temp    VCore    PMIC   DC(V)
15:18:04: 2400/2400MHz  3.33   2%   0%   2%   0%   0%   0%  78.2°C  0.8948V   3.0W   5.12V 
15:19:04: 2400/2400MHz  1.22   0%   0%   0%   0%   0%   0%  70.5°C  0.8948V   2.9W   5.12V 
Cleaning up. Done.
Checking cpufreq OPP again. Done.

Clockspeeds now at 73.8°C:

    cpu0 (Cortex-A76): OPP: 2400, ThreadX: 2400, Measured: 2399 

Results validation:

  * Measured clockspeed not lower than advertised max CPU clockspeed
  * No swapping
  * Background activity (%system) OK
  * Throttling / frequency capping (under-voltage) occured -> https://tinyurl.com/4ky59sys / https://tinyurl.com/3j2c66kd


Querying ThreadX on RPi for thermal or undervoltage issues:

11100000000000000000
|||             |||_ under-voltage
|||             ||_ currently throttled
|||             |_ arm frequency capped
|||_ under-voltage has occurred since last reboot
||_ throttling has occurred since last reboot
|_ arm frequency capped has occurred since last reboot

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

pi@raspberrypi:~ $ sudo ./sbc-bench.sh -r

Starting to examine hardware/software for review purposes...

sbc-bench v0.9.68

Installing needed tools: distro packages already installed, cpuminer. Done.

Checking cpufreq OPP. Done.

Executing tinymembench. Done.

Executing RAM latency tester. Done.

Executing OpenSSL benchmark. Done.

Executing 7-zip benchmark. Done.

Throttling test: heating up the device, 5 more minutes to wait. Done.

Checking cpufreq OPP again. Done (12 minutes elapsed).

Results validation:

* Measured clockspeed not lower than advertised max CPU clockspeed

* No swapping

* Background activity (%system) OK

* Too much other background activity: 0% avg, 6% max -> https://tinyurl.com/mr2wy5uv

* Throttling / frequency capping (under-voltage) occured -> https://tinyurl.com/4ky59sys / https://tinyurl.com/3j2c66kd

Full results uploaded to https://0x0.st/XRKl.txt

# Raspberry Pi Compute Module 5 Rev 1.0

Tested with sbc-bench v0.9.68 on Wed, 27 Nov 2024 15:17:58 +0700. Full info: [https://0x0.st/XRKl.txt](http://0x0.st/XRKl.txt)

### General information:

Information courtesy of cpufetch:

SoC: Broadcom BCM2712

Technology: 16nm

Microarchitecture: Cortex-A76

Max Frequency: 2.400 GHz

Cores: 4 cores

Features: NEON,SHA1,SHA2,AES,CRC32

BCM2712, Kernel: aarch64, Userland: arm64

CPU sysfs topology (clusters, cpufreq members, clockspeeds)

cpufreq min max

CPU cluster policy speed speed core type

0 0 0 1500 2400 Cortex-A76 / r4p1

1 0 0 1500 2400 Cortex-A76 / r4p1

2 0 0 1500 2400 Cortex-A76 / r4p1

3 0 0 1500 2400 Cortex-A76 / r4p1

4041 KB available RAM

### Governors/policies (performance vs. idle consumption):

Original governor settings:

cpufreq-policy0: performance / 2400 MHz (conservative ondemand userspace powersave performance schedutil / 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400)

Tuned governor settings:

cpufreq-policy0: performance / 2400 MHz

Status of performance related policies found below /sys:

/sys/module/pcie_aspm/parameters/policy: default [performance] powersave powersupersave

### Clockspeeds (idle vs. heated up):

Before at 73.2°C:

cpu0 (Cortex-A76): OPP: 2400, ThreadX: 2400, Measured: 2399

After at 84.8°C (throttled):

cpu0 (Cortex-A76): OPP: 2400, ThreadX: 2400, Measured: 2403

### Performance baseline

* memcpy: 5304.3 MB/s, memchr: 13456.6 MB/s, memset: 11936.3 MB/s

* 16M latency: 119.0 118.8 117.2 115.3 122.0 119.1 139.2 134.3

* 128M latency: 135.0 134.2 136.5 141.3 135.2 134.0 135.7 136.4

* 7-zip MIPS (3 consecutive runs): 9831, 9085, 8992 (9300 avg), single-threaded: 3191

* `aes-256-cbc 540403.95k 1003620.69k 1256036.52k 1332896.09k 1365554.52k 1367932.93k`

* `aes-256-cbc 540634.79k 1003600.96k 1256047.70k 1332894.72k 1365325.14k 1368255.15k`

### PCIe and storage devices:

* Raspberry RP1 PCIe 2.0 South Bridge: Speed 5GT/s, Width x4, driver in use: rp1, ASPM Disabled

* 238.5GB "SAMSUNG MZ9LQ256HBJD-00BVL" SSD as /dev/nvme0: Speed 8GT/s, Width x1 (downgraded), 0% worn out, drive temp: 40°C, ASPM Disabled

* 29.1GB "Samsung BJTD4R" HS400 Enhanced strobe eMMC 5.1 card as /dev/mmcblk0: date 07/2024, manfid/oemid: 0x000015/0x0100, hw/fw rev: 0x0/0x0300000000000000

### Swap configuration:

* /var/swap on /dev/nvme0n1p2: 200.0M (0K used)

### Software versions:

* Debian GNU/Linux 12 (bookworm)

* Build scripts: http://archive.raspberrypi.com/debian/ bookworm main

* Compiler: /usr/bin/gcc (Debian 12.2.0-14) 12.2.0 / aarch64-linux-gnu

* OpenSSL 3.0.15, built on 3 Sep 2024 (Library: OpenSSL 3.0.15 3 Sep 2024)

* ThreadX: 26826259 / 2024/09/23 14:02:56

### Kernel info:

* `/proc/cmdline: reboot=w coherent_pool=1M 8250.nr_uarts=1 pci=pcie_bus_safe smsc95xx.macaddr=2C:CF:67:B2:8D:E8 vc_mem.mem_base=0x3fc00000 vc_mem.mem_size=0x40000000 console=ttyAMA10,115200 console=tty1 root=PARTUUID=c15065e6-02 rootfstype=ext4 fsck.repair=yes rootwait quiet splash plymouth.ignore-serial-consoles`

* Vulnerability Spec store bypass: Mitigation; Speculative Store Bypass disabled via prctl

* Vulnerability Spectre v1: Mitigation; __user pointer sanitization

* Vulnerability Spectre v2: Mitigation; CSV2, BHB

* Kernel 6.6.51+rpt-rpi-2712 / CONFIG_HZ=250

All known settings adjusted for performance. Device now ready for benchmarking.

Once finished stop with [ctrl]-[c] to get info about throttling, frequency cap

and too high background activity all potentially invalidating benchmark scores.

All changes with storage and PCIe devices as well as suspicious dmesg contents

will be reported too.

Time fake/real load %cpu %sys %usr %nice %io %irq Temp VCore PMIC DC(V)

15:18:04: 2400/2400MHz 3.33 2% 0% 2% 0% 0% 0% 78.2°C 0.8948V 3.0W 5.12V

15:19:04: 2400/2400MHz 1.22 0% 0% 0% 0% 0% 0% 70.5°C 0.8948V 2.9W 5.12V

Cleaning up. Done.

Checking cpufreq OPP again. Done.

Clockspeeds now at 73.8°C:

cpu0 (Cortex-A76): OPP: 2400, ThreadX: 2400, Measured: 2399

Results validation:

* Measured clockspeed not lower than advertised max CPU clockspeed

* No swapping

* Background activity (%system) OK

* Throttling / frequency capping (under-voltage) occured -> https://tinyurl.com/4ky59sys / https://tinyurl.com/3j2c66kd

Querying ThreadX on RPi for thermal or undervoltage issues:

11100000000000000000

||| |||_ under-voltage

||| ||_ currently throttled

||| |_ arm frequency capped

|||_ under-voltage has occurred since last reboot

||_ throttling has occurred since last reboot

|_ arm frequency capped has occurred since last reboot

หมายเหตุ : ชุดพัฒนาอยู่กลางแจ้งมีอุณหภูมิรอบข้างประมาณ 32°C นี่คืออุณหภูมิของ CPU จาก rpimonitor ระหว่างการทดสอบ

จากการดูบันทึก, ความถี่ของ CPU ลดลงต่ำสุดที่ 1.5 GHz ระหว่างการทดสอบ 7-zip:

System health while running 7-zip multi core benchmark:

Time        fake/real   load %cpu %sys %usr %nice %io %irq   Temp    VCore    PMIC   DC(V)
15:10:35: 2400/2400MHz  1.07   0%   0%   0%   0%   0%   0%  76.5°C  0.8945V   3.4W   5.12V 
15:10:45: 2400/2256MHz  1.67  92%   0%  92%   0%   0%   0%  83.7°C  0.8948V   5.3W   5.11V 
15:10:56: 2400/1500MHz  2.03  94%   0%  93%   0%   0%   0%  84.2°C  0.8958V   6.0W   5.11V 
15:11:06: 2400/1500MHz  2.33  90%   0%  89%   0%   0%   0%  84.8°C  0.8953V   5.5W   5.11V 
15:11:17: 2400/2201MHz  2.74  97%   0%  96%   0%   0%   0%  84.8°C  0.7489V   3.2W   5.13V 
15:11:28: 2400/2201MHz  3.15  94%   0%  94%   0%   0%   0%  85.3°C  0.8950V   5.2W   5.13V 
15:11:38: 2400/1500MHz  3.44  94%   0%  93%   0%   0%   0%  83.2°C  0.8961V   5.7W   5.12V 
15:11:48: 2400/2146MHz  3.53  93%   0%  92%   0%   0%   0%  83.2°C  0.8932V   5.1W   5.10V 
15:12:01: 2400/1500MHz  3.68  93%   1%  91%   0%   0%   0%  85.3°C  0.7497V   4.1W   5.13V 
15:12:12: 2400/1500MHz  3.73  96%   0%  96%   0%   0%   0%  85.9°C  0.7497V   3.7W   5.12V 
15:12:23: 2400/2146MHz  3.86  94%   0%  93%   0%   0%   0%  84.2°C  0.7505V   4.0W   5.15V 
15:12:33: 2400/2256MHz  3.88  96%   0%  95%   0%   0%   0%  83.2°C  0.7497V   3.0W   5.15V 
15:12:46: 2400/1500MHz  3.90  88%   1%  86%   0%   0%   0%  84.8°C  0.8948V   5.6W   5.12V

System health while running 7-zip multi core benchmark:

Time fake/real load %cpu %sys %usr %nice %io %irq Temp VCore PMIC DC(V)

15:10:35: 2400/2400MHz 1.07 0% 0% 0% 0% 0% 0% 76.5°C 0.8945V 3.4W 5.12V

15:10:45: 2400/2256MHz 1.67 92% 0% 92% 0% 0% 0% 83.7°C 0.8948V 5.3W 5.11V

15:10:56: 2400/1500MHz 2.03 94% 0% 93% 0% 0% 0% 84.2°C 0.8958V 6.0W 5.11V

15:11:06: 2400/1500MHz 2.33 90% 0% 89% 0% 0% 0% 84.8°C 0.8953V 5.5W 5.11V

15:11:17: 2400/2201MHz 2.74 97% 0% 96% 0% 0% 0% 84.8°C 0.7489V 3.2W 5.13V

15:11:28: 2400/2201MHz 3.15 94% 0% 94% 0% 0% 0% 85.3°C 0.8950V 5.2W 5.13V

15:11:38: 2400/1500MHz 3.44 94% 0% 93% 0% 0% 0% 83.2°C 0.8961V 5.7W 5.12V

15:11:48: 2400/2146MHz 3.53 93% 0% 92% 0% 0% 0% 83.2°C 0.8932V 5.1W 5.10V

15:12:01: 2400/1500MHz 3.68 93% 1% 91% 0% 0% 0% 85.3°C 0.7497V 4.1W 5.13V

15:12:12: 2400/1500MHz 3.73 96% 0% 96% 0% 0% 0% 85.9°C 0.7497V 3.7W 5.12V

15:12:23: 2400/2146MHz 3.86 94% 0% 93% 0% 0% 0% 84.2°C 0.7505V 4.0W 5.15V

15:12:33: 2400/2256MHz 3.88 96% 0% 95% 0% 0% 0% 83.2°C 0.7497V 3.0W 5.15V

15:12:46: 2400/1500MHz 3.90 88% 1% 86% 0% 0% 0% 84.8°C 0.8948V 5.6W 5.12V

พัดลมหมุนที่ความเร็วสูงสุด แต่ก็ยังไม่เพียงพอ ฉันจะทำการทดสอบใหม่ในที่ร่ม จากนั้นจะทดสอบอีกครั้งโดยนำบอร์ดออกจากเคสแล้วใช้ Cooler (official) ฉันจะพยายามหาซื้อ CM5 active cooler จาก EDATEC ตามที่แสดงด้านล่าง

ทางบริษัทได้ทำการทดสอบที่อุณหภูมิ 25°C โดยใช้ sysbench และอุณหภูมิของ CPU สูงสุดอยู่ที่ประมาณ 60°C เมื่อใช้ active cooler

Rapsberry Pi CM5 active cooler CPU temperature frequency sysbench — A: Raspberry Pi IO board กับ CM5 โดยไม่มีฮีทซิงค์เลย, B: Raspberry Pi IO board กับ CM5 และ EDATEC CM5 active cooler

บริษัทยังได้ทดสอบการตั้งค่าเดียวกันที่อุณหภูมิ 60°C และRaspberry Pi CM5 (ไม่มีฮีทซิงค์) สามารถทำงานได้เพียงประมาณ 16 นาทีก่อนที่จะหยุดทำงาน แต่เมื่อใช้ active cooler อุณหภูมิจะคงที่ที่ 74°C ในสภาพแวดล้อมดังกล่าว

เราจะทำการทดสอบเพิ่มเติมใน Part 2, ฉันขอขอบคุณ Raspberry Pi ที่ส่ง Development Kit for CM5 มาให้รีวิว สามารถหาซื้อได้ในราคา 5,400฿ จาก Cytron

แปลจากบทความภาษาอังกฤษ : A first look at the Raspberry Pi Development Kit for CM5