OKdo/Radxa Rock 4 SE vs Raspberry Pi 4: een waardig alternatief?

Op zoek naar een alternatief voor de slecht verkrijgbare Raspberry Pi? Wellicht kan de OKdo/Radxa Rock 4 wel interessant zijn voor jou als alternatief op de Raspberry Pi 4.

In dit artikel wordt beschreven hoe de Rock 4 SE van Radxa presteert bij het gebruik van verschillende besturingssystemen en opslagmedia. Er wordt ingegaan op de problemen die men tegenkomt bij het gebruik van de Radxa-image voor Debian Bullseye met XFCE-desktop, evenals de gebruiksvriendelijkheid van de Armbian-images. Verder wordt beschreven hoe de Rock 4 SE presteert bij het opstarten vanaf verschillende opslagmedia, zoals microSD-kaarten, eMMC-flash en M.2-ssd’s.

De OKdo/Radxa Rock 4 SE is even groot als een Raspberry Pi 4 en heeft dus ook vergelijkbare aansluitingen:

• 4 × USB-A (2 elk met USB 2.0 en 3.0),
• gigabit-ethernet
• wifi met 2,4 en 5 GHz, bluetooth
• microSD-kaartlezer
• 40-pins GPIO-connector
• audio-aansluiting
• USB-C voor voeding
• MIPI-DSI voor een display
• MIPI-CSI voor een camera.

Bovendien heeft de OKdo/Radxa Rock 4 SE in plaats van twee micro-HDMI-uitgangen slechts één HDMI-aansluiting van normaal formaat, die ook 4K-schermen kan aansturen met 60 Hz.

Meer functies en opties

De Rock 4 SE heeft een M.2-aansluiting voor een NVMe-ssd en een realtimeklok (RTC) die optioneel kan worden gebufferd door een lithiumcel. De GPIO-connector biedt ook meer functies dan die van de Raspberry Pi. Daarnaast kan een eMMC-flashmodule volgens fabrikanteigen ontwerp worden ingeplugd als opstartmedium – dat is mechanisch robuuster dan een microSD-kaart.

Krachtige ARM-kernen

De Rockchip RK3399-T heeft zes ARM-kernen: twee krachtige Cortex-A72-kernen met maximaal 1,5 GHz en vier efficiënte Cortex-A53-kernen met slechts 1 GHz. Ter vergelijking: de Broadcom BCM2711 van de Raspberry Pi 4 heeft vier Cortex-A72-kernen met 1,8 GHz. In oudere versies heeft de BCM2711 kernen met 1,5 GHz. De BCM2711 heeft een VideoCore VI-gpu (VC6) met grotendeels opensource Linux-drivers. De RK3399-T gebruikt een ARM Mali T860MP4, waarvoor de Linux-driver Panfrost is ontwikkeld door reverse-engineering.

GPIO-connector

De 40-pins GPIO-connector van de Rock 4 SE heeft dezelfde pinbezetting als die van de Raspberry Pi en biedt 27 bruikbare GPIO-contacten. Enkele van deze contacten kunnen worden geschakeld voor interfaces als I2C, SPI, I2S, UART en twee voor PWM. Je kunt ze onder Linux bedienen via Libmraa en de functies van de pinnen configureren in het bestand boot/hw_intfc.conf.

Ontvang gratis info over alles wat met Raspberry Pi alternatieven te maken heeft, schrijf je in voor de gratis nieuwsbrief:

Verschillen met Raspberry Pi

Er zijn echter verschillen waardoor GPIO-programma’s die geschreven zijn voor een Raspberry Pi, moeten worden aangepast. Zo zitten de hardwarematige PWM-functies op andere pinnen en kunnen vier GPIO-pinnen niet worden gebruikt op de Rock 4 SE omdat ze dienen als SPI-interface, die ook verbonden is met de soldeerbare SPI-flash. In vergelijking met de Raspberry Pi heeft de Rock 4 SE echter extra GPIO-mogelijkheden, zoals de uitvoer van S/PDIF-signalen en een analoog/digitaal-converter (A/D-In) die tot 1,8 volt aankan.

Radxa adviseert een 9-12 volt usb-adapter met minstens 18 watt om de Rock 4 SE te gebruiken. Wij gebruikten echter de USB-C-voeding van de Raspberry Pi 4 die slechts 5 volt levert. Ondanks dit werkte de Rock 4 SE stabiel, zelfs met een M.2-ssd aangesloten. Het energieverbruik is vergelijkbaar met dat van een Raspberry Pi 4.

Prestaties

Wanneer de Rock 4 SE gebruikt wordt als Linux-pc, is deze merkbaar trager dan de Raspberry Pi 4. Dit komt waarschijnlijk omdat er maar twee Cortex-A72-kernen beschikbaar zijn in plaats van vier, en de A53-kernen dienen meer als hulpmotoren. De Rock 4 SE voltooide de Google Octane 2.0-browserbenchmark ongeveer 20 procent langzamer dan de Raspberry Pi 4.

Bij het comprimeren en decomprimeren met 7-zip was de Rock 4 SE ook langzamer dan de huidige Raspberry Pi. Deze benchmark (7zr b) liep iets sneller onder Armbian dan onder de Debian Bullseye die Radxa aanbiedt.

Versleutelen en ontsleutelen

De Rock 4 SE kan echter sommige dingen veel sneller dan de Raspberry Pi, zoals het versleutelen en ontsleutelen. In tegenstelling tot de Cortex-kernen in de Broadcom BCM2711, hebben die van de RK3399-T ook AES-versnellers en bereiken zo meer dan tien keer de openSSL-doorvoer.

Opslag en connectiviteit

Lezen van een NVMe-ssd lukte met meer dan 500 MB/s. Van een USB 3.0-stick konden we lezen met meer dan 170 MB/s. De via SDIO aangesloten wifi-adapter werkt net als bij de Raspberry Pi nogal traag, maar voldoet voor surfen op internet. Geen van de usb-ssd’s in onze collectie werd echter correct herkend, waardoor we daar geen snelheden mee konden meten. De Rock 4 SE met een usb-PD-voeding van 12 volt veranderde daar niets aan.

Op de Raspberry Pi 4 kun je behalve Raspberry Pi OS tal van andere Linux-distributies installeren met officiële ondersteuning, zoals:

• Ubuntu Desktop 22.04.1 LTS en 22.10
• Ubuntu Server
• Fedora Core 37
• Armbian
• projecten als LibreElec.

Ook het Linux-aanbod voor de Rock 4 SE zou groot moeten zijn: op de Radxa-website staan naast Radxa-images met Debian 11 Bullseye, Debian 10 Buster, Ubuntu 20 Server en Android 11 ook verwijzingen naar Armbian, LibreElec, DietPi, Manjaro en andere distributies.

Bij nadere inspectie en na urenlang proberen werd echter duidelijk dat Radxa eigenlijk alleen Debian 11 Bullseye met Linux-kernel 4.4.194 uit 2019 ondersteunt. De ondersteuning daarvan door de kernelmaintainers liep echter af in februari 2022 en enkele beveiligingskwetsbaarheden zijn al bekend. De Radxa-image voor Ubuntu 20 Server bevat ook kernel 4.4. Er is een bètaversie van Debian 10 Buster met kernel 5.15, maar die kan bijvoorbeeld geen 4K-resolutie leveren

Als alternatief hebben we twee versies van Armbian 22.11.1 uitgeprobeerd voor de Rock 4 Model B: Bullseye Current zonder grafische desktop om de NAS-software OpenMediaVault (OMV) te testen, en Jammy Current met Gnome. Er hangt een zwaard van Damocles boven de Armbian-versies voor de Radxa-systemen omdat de distributie wanhopig op zoek is naar beheerders.

Voor commerciële gebruikers die de Rock 4 SE als ontwikkelingssysteem gebruiken, levert Radxa een Board Support Package (BSP) via GitHub. Daarmee kunnen fabrikanten hun eigen op Debian gebaseerde images bouwen als firmware voor hun apparaten.

Op de website van Radxa is er veel informatie over de Rock 4 SE, maar deze is verwarrend. Dit maakt het moeilijker om ermee aan de slag te gaan. Bij de downloads voor de SE wordt er verwezen naar Armbian images voor Pi 4A/B en Pi 4C, wat ons in verwarring bracht.

Installatie

We schreven de Radxa-image voor Debian Bullseye met XFCE-desktop volgens de instructies met BalenaEtcher naar een microSD-kaart. De computer startte zonder problemen op, maar er was enig werk nodig om alles aan te passen, omdat het besturingssysteem opstartte met een Engelse interface, Amerikaanse tijdzone en de standaard gebruiker rock met het wachtwoord rock.

Problemen met USB-poort en bijwerken van distributie

De bovenste USB 3.0-poort werkt niet omdat deze is geconfigureerd als clientapparaat in plaats van als hostpoort voor USBOTG. Het bijwerken van de distributie met sudo apt-get update && apt-get upgrade mislukte omdat we eerst een sleutel moesten importeren van een Radxa-server. De HDMI-uitgang leverde 4K-resolutie, maar geen geluid.

Armbian-images en DietPi

De Armbian-images zijn gebruiksvriendelijker en vragen bij de eerste keer opstarten om de gewenste lokalisatie van het toetsenbord en de interface. Ze dwingen je ook om een nieuwe gebruiker en een rootwachtwoord in te stellen. Met Armbian werkte HDMI-geluid, maar was hooguit full-hd-resolutie mogelijk. DietPi werkte bij onze tests, maar liet ook hooguit full-hd-resolutie zien.

Opstarten vanaf verschillende opslagmedia

De Rock 4 SE kan naast een microSD-kaart ook opstarten vanaf eMMC-flash of een M.2-ssd. We hebben een image naar de eMMC-module geschreven en het systeem startte op, maar we kregen foutmeldingen bij het benaderen van het flashgeheugen. De oorzaak daarvan is niet duidelijk.

Om op te starten vanaf een M.2-ssd moet je de firmware in de SPI-flashgeheugenchip overschrijven met een andere versie en de bootloader op het opslagmedium aanpassen. Dit hebben we echter niet uitgeprobeerd.

Compatibiliteitslijst voor M.2-ssd’s

Radxa houdt een compatibiliteitslijst bij voor M.2-ssd’s waarop onder andere de Intel SSD 660p en de Kingston A2000 staan. Beide werkten ook tijdens onze tests. Een Samsung SSD 960 Pro werd echter niet herkend en ontbrak ook op de Radxa-lijst.

Installatie van OMV

Na het flashen van het eerder genoemde Armbian 22.11.1 Bullseye Current naar een microSD-kaart konden we OMV probleemloos installeren met armbian-config en de NVMe-ssd als opslagmedium kiezen. Hiermee haalde de Rock 4 SE de voor gigabit-ethernet gebruikelijke snelheden van ongeveer 110 MB/s voor zowel schrijven als lezen.

Wel kan het probleem zijn dat bij het gebruik van langere M.2-ssd’s in 2280-formaat deze over de rand van de printplaat heen steken en dat er geen mogelijkheid is om ze vast te zetten. Dit zorgt voor een wankele constructie.

Het is moeilijk om de OKdo/Radxa Rock 4 SE te vergelijken met de Raspberry Pi 4 omdat daarbij veel details in aanmerking moeten worden genomen. Afhankelijk van de invalshoek pakt de vergelijking anders uit. Onervaren hobbyisten moeten we de Rock 4 SE afraden: de Linux-ondersteuning is zo onvolledig dat je al snel op moeilijk oplosbare problemen stuit die het plezier van het experimenteren bederven. Dan zal de Rock 4 SE al snel in een la verdwijnen.

Als je daarentegen gedegen ervaring hebt met de Linux-commandline, kun je veel valkuilen vermijden. Dan zou de Rock 4 SE in principe een prima NAS of miniserver kunnen zijn. Maar het feit dat een M.2-ssd wel kan worden geplaatst maar niet veilig bevestigd, en dat de Linux-kernel van sommige compatibele distributies verouderd en dus onveilig is, staat dat in de weg. Bovendien bevat de first-stage bootloader binaire code van het Chinese bedrijf Rockchip en vereist de Mali-GPU ook fabrikanteigen firmware.

De Rock 4 SE zou geschikt zijn als besturingsmodule zonder directe internettoegang, als de gewenste software erop draait. Maar met 90 euro is hij nogal aan de prijs. Voor professionele ontwikkelaars die een Rockchip-board als embedded systeem in hun producten willen integreren, is de Rock 4 SE zeer geschikt. Dankzij het Board Support Package kunnen zij hun eigen firmware-images bouwen op basis van Linux.

De OKdo/Radxa Rock 4 SE kost ongeveer 50 procent meer dan de reguliere prijs van een Raspberry Pi 4 met 4 GB. Hoewel die laatste momenteel alleen voor hogere prijzen te krijgen is – als je er al een kunt vinden – lijkt de Rock 4 SE toch vrij prijzig. Bovendien bevestigt de test de bedenkingen van veel Linux-liefhebbers over single-board Rockchip-computers: mooie hardware, lelijke software.

Er is geen vooruitzicht op betere Linux-ondersteuning, want de RK3399 wordt al vier jaar gebruikt in dergelijke systemen en de problemen zijn er nog steeds. Hoe dat komt (bij de Raspberry Pi, Android en andere systemen) hebben we eerder verklaard [3]. De Rock 4 SE is daarom alleen geschikt voor professionals en ervaren hobbyisten, die na geduldig sleutelen de voordelen ervan kunnen benutten.

Ontvang gratis info over alles wat met Raspberry Pi alternatieven te maken heeft, schrijf je in voor de gratis nieuwsbrief: