Sipeed NanoCluster บอร์ดคลัสเตอร์ขนาดเล็กเท่าฝ่ามือ รองรับโมดูลได้สูงสุด 7 ตัว

Sipeed NanoCluster เป็นบอร์ดคลัสเตอร์ขนาดเล็กเท่าฝ่ามือ มาพร้อมช่องเสียบโมดูลทั้งหมด 7 ช่อง สำหรับใช้งานร่วมกับ Raspberry Pi CM4/CM5, Sipeed LM3H (ชิป Allwinner H618), และ/หรือ Sipeed M4N (ชิป AXera AX650N AI SoC) รวมถึงโมดูลอื่น ๆ ที่เข้ากันได้

บอร์ดนี้รองรับการสื่อสารระหว่างโมดูลผ่านสวิตช์ Gigabit ที่ใช้สถาปัตยกรรม RISC-V แบบ 8 พอร์ต และรองรับพลังงานสูงสุด 60W ผ่านพอร์ต USB-C PD หรือผ่าน PoE (เป็นอุปกรณ์เสริม) นอกจากนี้ NanoCluster ยังมีระบบควบคุมพลังงานและ UART แยกอิสระสำหรับแต่ละโมดูล เหมาะสำหรับใช้งานเป็นแพลตฟอร์มระดับเริ่มต้นหรือเพื่อการศึกษาในกลุ่มผู้ใช้งาน HomeLab ที่สนใจการประมวลผลแบบกระจาย, Kubernetes, Docker และการประมวลผล edge computing

สเปคของ Sipeed NanoCluster:

• โมดูล (SoM) ที่รองรับ
  • Raspberry Pi CM4 – ชิป Broadcom BCM2711 แบบ quad-core Cortex-A72 @ 1.5GHz พร้อม GPU VideoCore VI, RAM ขนาด 1GB ถึง 8GB, eMMC flash สูงสุด 64GB (อุปกรณ์เสริม)
  • Raspberry Pi CM5 – ชิป Broadcom BCM2712 แบบ quad-core Cortex-A76 @ 2.4GHz พร้อม GPU VideoCore VII, RAM ขนาด 1GB ถึง 16GB, eMMC flash สูงสุด 64GB (อุปกรณ์เสริม)
  • Sipeed LM3H – ชิป Allwinner H618 แบบ quad-core Cortex-A53 พร้อม GPU Arm Mali-G31 MP2, RAM ขนาด 2GB หรือ 4GB, eMMC flash ขนาด 32GB (อุปกรณ์เสริม)
  • Sipeed M4N – ชิป AXera AX650N แบบ octa-core Cortex-A55 @ 1.7GHz, ไม่มี GPU แต่มี NPU 18 TOPS, RAM ขนาด 8GB, eMMC flash ขนาด 32GB
  • โมดูลอื่น ๆ ที่รองรับมาตรฐาน CM4/CM5 อาจใช้งานได้ แต่ยังไม่ได้รับการทดสอบจาก Sipeed
• อินเทอร์เฟซโมดูล (SoM) –  7x ช่องเสียบโมดูล dual M.2 M-Key แนวตั้ง (Raspberry Pi CM4/CM5 ใช้งานได้ผ่านอะแดปเตอร์)
• หน่วยความจำ – รองรับ SSD แบบ M.2 PCIe ติดตั้งผ่านอะแดปเตอร์ของโมดูล CM4, CM5 และ M4N
• วิดีโอเอาต์พุต – พอร์ต HDMI เชื่อมต่อกับโมดูลในช่อง Slot 1
• ระบบเครือข่าย
  • พอร์ต Gigabit Ethernet แบบ RJ45
  • สวิตช์ JL6108 แบบ RISC-V จำนวน 8 พอร์ต สำหรับเชื่อมต่อกับโมดูล, LM3H รองรับเพียง 10/100Mbps, CM4, CM5, M4N รองรับ Gigabit Ethernet
• USB – 1x พอร์ต USB-A host, 1x พอร์ต USB-A OTG เชื่อมต่อกับโมดูลใน Slot 1
• Serial – 7x UART อิสระ สำหรับดีบักและควบคุม, มีโมดูล USB แบบ 4 serial ให้เลือกเสริม (อุปกรณ์เสริม)
• อื่น ๆ
  • พัดลมระบายความร้อน 60mm แบบ 2 ขา
  • ไฟแสดงสถานะ SYS LED 7 ดวง สำหรับแต่ละโหนด
  • ปุ่ม Boot และ Reset สำหรับโมดูลในช่อง Slot 1
• แหล่งจ่ายไฟ
  • USB-C PD รองรับแรงดันสูงสุด 20V (สูงสุด 60W)
  • รองรับโมดูลจ่ายไฟผ่าน PoE ขนาด 60W (อุปกรณ์เสริม)
  • 2x 5V8A DCDC
  • การจัดการพลังงาน – Slot 1 ทำหน้าที่ควบคุมพลังงานให้ช่องอื่น ๆ ผ่านชิปขยาย I/O
  • การใช้พลังงาน
    • บอร์ดเปล่า – 3.6 W
    • โมดูล CM4 – 3W (idle), 4.5W (full load), 4.6W (peak)
    • โมดูล CM5 – 4W (idle), 7.6W (full load), 8W (peak)
    • โมดูล LM3H – 1.2W (idle), 2.6W (full load), 3.7W (peak)
    • โมดูล M4N – 3W (idle), 8.3W (full load), 9W (peak)
• ขนาด
  • ขนาดแผงวงจร (PCBA): 88 x 57 มม.
  • ขนาดเมื่อติดตั้งโมดูลและพัดลมแล้ว: ประมาณ 100 x 60 x 60 มม.

Sipeed มีคู่มือสำหรับเริ่มต้นใช้งาน NanoCluster พร้อมแอปพลิเคชันต่าง ๆ เช่น K3s เป็นKubernetes เวอร์ชัน lightweight, distcc สำหรับการคอมไพล์แบบกระจาย และ Nomad PlayBook สคริปต์สำหรับการดีพลอยแบบอัตโนมัติที่เขียนด้วย Ansible

Jeff Geeling ได้ทดสอบต้นแบบ (early prototype) ของ NanoCluster เมื่อไม่กี่เดือนก่อน โดยใช้โมดูล Raspberry Pi CM5 ซึ่งถึงแม้ว่าบอร์ดจะมีทั้งหมด 7 ช่องเสียบ แต่แนะนำให้ใช้งานเพียง 4 ถึง 5 โมดูล CM5 เท่านั้น เนื่องจากมีข้อจำกัดด้านพลังงานและความร้อน โดยเฉพาะหากเชื่อมต่อ M.2 SSD เข้ากับอะแดปเตอร์ของแต่ละโมดูลด้วย เมื่อได้ทดสอบ stress test ด้วยการใช้งาน Raspberry Pi CM5 จำนวน 6 โมดูล (โดยไม่มี SSD) แต่กลับพบปัญหาการเชื่อมต่อหลุด และเกิดการลดความเร็วของระบบ (thermal throttling) เพราะไม่มีพื้นที่ระบายความร้อนเพียงพอ อย่างไรก็ตาม หากใช้งานในรูปแบบคลัสเตอร์ K3s ก็ไม่มีปัญหาใด ๆ สำหรับโมดูล CM4 และ LM3H ซึ่งใช้พลังงานน้อยกว่า อาจสามารถใช้งานครบทั้ง 7 ช่องได้ แต่ก็ยังควรระวังเรื่องความร้อนที่อาจทำให้เกิดการ throttling ได้เช่นกัน

NanoCluster เหมาะสำหรับใช้ในงานด้านการศึกษาและการทดลองเป็นหลัก เนื่องจากไม่ได้ออกแบบมาเพื่อแข่งขันกับระบบประมวลผลสมรรถนะสูง (HPC) แต่สามารถเปรียบเทียบกับบอร์ดคลัสเตอร์แบบ Arm อื่น ๆ เช่น Turing Pi 2.5 หรือ DeskPi Super6C

Sipeed วางจำหน่ายบอร์ด NanoCluster แบบเปล่าในราคา $49 (~1,600฿) บน AliExpress พร้อมเคสสีขาว-แดง (ตามที่เข้าใจ) และยังมีชุด bundle ต่าง ๆ ให้เลือก เช่น ชุดรวมโมดูล M4N จำนวน 4 ตัว ราคา $699 (~23,000฿), ชุดรวมโมดูล LM3H จำนวน 7 ตัว ราคา $299 (~10,000฿), ชุดอะแดปเตอร์สำหรับโมดูล CM4/CM5 จำนวน 7 ตัว ราคา $99 (~3,200฿) รวมถึงอุปกรณ์เสริมอื่น ๆ เช่น แหล่งจ่ายไฟ และโมดูล PoE หรือถ้าต้องการก็สามารถสั่งจองล่วงหน้าผ่านลิงก์ในหน้าผลิตภัณฑ์

แปลจากบทความภาษาอังกฤษ : Sipeed NanoCluster palm-sized cluster board takes up to 7 system-on-modules

Suthinee Kerdkaew

บรรณาธิการข่าวและบทความภาษาไทย CNX Software ได้มีความสนใจในด้านเทคโนโลยี โดยเฉพาะ Smart Home และ IoT