Het Amerikaanse chipbedrijf Qualcomm brengt nieuwe producten uit voor Linux-gebruikers. Twee betaalbare boards met ARM-chips van Qualcomm nemen het op tegen de Raspberry Pi 5.
Dragonwing daagt Raspberry Pi uit met meer AI en PCIe-bandbreedte
De Snapdragon-processors van Qualcomm zijn vooral bekend van smartphones. Er bestaan echter ook varianten met de naam Dragonwing voor auto-infotainment en industriële toepassingen. Deze zijn al jaren te vinden op singleboard-computers, maar tot nu toe vooral op dure exemplaren voor professionele ontwikkelaars.
Nu zijn er niet alleen enkele Dragonwing-printplaatjes verkrijgbaar voor prijzen vanaf ongeveer 75 euro, maar is er ook betere Linux-ondersteuning voor. Qualcomm werkt namelijk samen met Ubuntu-maker Canonical, die aangepaste distributieversies levert.
We hebben zeer verschillende Dragonwing singleboard-computers uit China kunnen testen: de Radxa Dragon Q6A en de Thundercomm Rubik Pi 3. De eerste is iets minder goed in Europa op te duiken dan de tweede.
Op beide boards zit een Dragonwing QCS6490 met acht ARM-kernen. De chip is nauw verwant aan de Snapdragon 778G, die in 2021 werd geïntroduceerd en die Samsung bijvoorbeeld in mid-range smartphones zoals de Galaxy A52s heeft ingebouwd. We waren vooral benieuwd naar de prestatievergelijking met de Raspberry Pi 5.
De QCS6490 belooft namelijk aanzienlijk hogere CPU-prestaties dan de Broadcom BCM2712 van de Raspberry 5, bevat een AI-versneller en heeft ook meer PCI-Express-lanes voor een M.2-SSD en extra chips. De QCS6490 wordt geproduceerd door contractfabrikant TSMC met N6-technologie, terwijl de BCM2712 grovere 16-nanometer FinFET’s heeft.
De BCM2712 heeft vier ARM-kernen van het type Cortex-A76 met maximaal 2,4 GHz. De QCS6490 heeft daarentegen acht kernen: vier van het krachtigere type Cortex-A78, waarvan er drie ook 2,4 GHz halen en één met 2,7 GHz 12,5 procent meer. Daarnaast zijn er vier zwakkere Cortex-A55-kernen met 1,9 GHz. De QCS6490 heeft ook de Hexagon DSP1980 digitale signaalprocessor, die kan worden ingezet als AI-versneller met maximaal 12 TOPS. Bij de Raspberry 5 kun je de Hailo-8L 13-TOPS-versneller achteraf inbouwen voor zo’n 80 euro.
GPU en I/O
De geïntegreerde grafische eenheid van de QCS6490 is de Adreno 643. Een vergelijking met de VideoCore VII in de BCM2712 is moeilijk. Welke 3D-prestaties bruikbaar zijn, hangt af van de grafische driver. Ubuntu Desktop gebruikt de open driver Freedreno. Ubuntu Server gebruikt daarentegen de eigen Adreno-stuurprogrammastack van Qualcomm. Deze laatste maakt het mogelijk om door GPU versnelde functies te gebruiken voor het verwerken van cameragegevensstromen, bijvoorbeeld ter voorbereiding op AI-analyses.
De Spectra ISP570L beeldprocessor (Image Signal Processor) verwerkt resoluties van meer dan 64 megapixels en gegevensstromen van maximaal vijf camera’s die zijn aangesloten via Camera Serial Interface (CSI). Beide Dragonwing-kaarten hebben elk een normaal formaat HDMI-aansluiting voor een monitor, die een maximale resolutie van 4K (3840 × 2160 pixels) levert.
Hoewel volgens Qualcomm 60 beelden per seconde mogelijk zouden moeten zijn, zagen we in de test maximaal 30 fps, en dat staat ook in het gegevensblad van de Rubik Pi 3. Op dit punt ligt de Raspberry Pi 5 voorop, die twee HDMI-monitoren met elk 4K/60 Hz van beeld voorziet.
Ook bij de aansluitingen zijn er verschillen.
Maar de BCM2712 van de Raspberry Pi 5 heeft slechts een H.265-videodecoder en laat het decoderen van H.264-video’s tot een resolutie van 1080p over aan de CPU-kernen.
De Adreno 643L heeft daarentegen decoders voor H.265, H.264 en VP9. De in de QCS6490 geïntegreerde USB 3.0-controller (5 Gbit/s) heeft slechts één poort, maar wel een multiplexer voor DisplayPort. Deze kan worden gebruikt voor een USB-C-aansluiting met DP Alt Mode. Daarnaast is er slechts één USB 2.0-poort, terwijl de Raspberry RP1 op de Pi 5 twee keer USB 3.0 en twee keer USB 2.0 biedt.
De QCS6490 sluit een M.2-SSD aan via twee PCIe 3.0-lanes, die in theorie bijna 2 GB/s kunnen overbrengen. De andere PCIe-lane is bedoeld voor onboard-chips zoals een ethernetcontroller.
Een jackaansluiting voor analoge audiosignalen is er bij de Raspberry Pi 5 niet, maar wel op beide Dragonwing-boards. HDMI-geluid werkte ook. De 40-pins GPIO-pinnen zijn identiek bezet als bij de Pi’s. De Qualcomm Universal Peripheral Serial Engine (QUP) in de QCS6490 heeft echter veel meer UART-, SPI-, I2C- en I2S-controllers en ondersteunt zelfs I3C en multichannel I2S.
De singleboard-computers werken op een USB-C-voeding, maar hebben in tegenstelling tot de Raspberry Pi 4 en 5 daarbij geen 5 maar 12 volt nodig. Met de officiële 27W-voeding van Raspberry Pi verbruikten de Qualcomm-boards ongeveer evenveel energie als een huidige Raspberry Pi 5 met de D0-versie van de BCM2712. Deze verbruikt idle 2,5 watt, de Rubik Pi 3 2,8 watt en de Q6A 3,1 watt. Oudere Raspberry Pi 5’s hebben 3,3 watt nodig. Bij volledige belasting verbruiken alle boards ongeveer 10 watt.
Snelle chip
Er zijn verschillen in het werkgeheugen en opslag. De Raspberry Pi 5 werkt met LPDDR4X-4267 met een capaciteit van 2, 4, 8 of 16 GB. De Rubik Pi 3 is uitsluitend verkrijgbaar met 8 GB LPDDR4X met een niet nader genoemde frequentie. Radxa daarentegen vertrouwt op 4, 6, 8 of 12 GB sneller LPDDR5-RAM, ook weer met een onbekende kloksnelheid.
De CPU-kernen van de QCS6490 rekenden op beide boards even snel. Gemiddeld lagen ze 35 procent voor op de BCM2712 van de Raspberry Pi 5, bijvoorbeeld bij Geekbench 6.3.5. Bij het uitpakken van gecomprimeerde 7z-archieven helpen alle kernen mee, waarbij de Qualcomm-chip 73 procent sneller was dan een Raspberry Pi 5. Bij het comprimeren was dat verschil echter slechts 33 procent.
Het versleutelen met OpenSSL ging slechts 13 procent sneller, wat ongeveer overeenkomt met de kloksnelheidsvoorsprong van de sterkste cpu-kern: OpenSSL draait singlethreaded.
De browserbenchmark JetStream 2.2 leverde onder Chromium 23 procent meer punten op. Onder Firefox draait JetStream 2.2 op beide platforms slechts ongeveer half zo snel.
Radxa Dragon Q6A
De Q6A lijkt op een Raspberry Pi, maar is uitgerust met aanzienlijk meer chips. Hij is bij Europese dealers wel te krijgen, maar lastiger dan de Rubik Pi 3 – we kwamen in Nederland een 8GB- en 12GB-versie tegen voor normale prijzen. Bij AliExpress kost de versie met 4 GB RAM ongeveer 70 euro, vergelijkbaar met de Pi 5 4GB. Maar bij het bestellen via die route komen er nog verzendkosten en extra kosten bij.
Radxa doet zijn best met de (Engelstalige) documentatie en stelt installatie-images beschikbaar via GitHub. Toch liepen we meteen in een val: de gedownloade Q6A-image kon niet, zoals in de handleiding werd aanbevolen, met Balena Etcher op de meegeleverde UFS-module worden geschreven. Dat lukte pas nadat we de gecomprimeerde image (.img.xz) voor het schrijven hadden uitgepakt (.img). Let op: voor de UFS-flashmodule moet je een andere image downloaden dan voor een microSD-kaart, een USB-stick of een NVMe-SSD.
De Linux-image bevat Ubuntu 24.04.03 Noble Numbat met KDE Plasma-desktop. De Q6A gebruikt de USB 3.0-poort van de QCS6490 voor zijn USB-A-aansluiting. De DP Alt Mode voor een USB-C-display is hier niet beschikbaar. Radxa soldeert een hub aan de USB 2.0-poort, waarop op zijn beurt de drie USB-A-aansluitingen en de Quectel FCU760K wifi-adapter zijn aangesloten. In deze laatste zit de AICSemi AIC8800 Wi-Fi 6-chip, die een bruto overdrachtssnelheid van 290 Mbit/s moet halen. We hebben maximaal 194 Mbit/s gemeten, ongeveer 27 procent minder dan bij de Pi 5 (266 Mbit/s).
De ethernetcontroller van Realtek is aangesloten via één PCIe-lane en haalt bij het ontvangen typische gigabit-snelheden, maar verzendt slechts een kwart zo snel. Een M.2-SSD in het M.2-2230-slot haalt daarentegen meer dan 1,1 GB/s en ook de UFS-chip is snel.
Onder volledige belasting warmt de QCS6490 snel op tot hij onaangenaam heet aanvoelt. Vervolgens verlaagt hij zijn kloksnelheid. Om permanent de volledige performance te kunnen benutten, zou een koeler nodig zijn, maar er zijn geen gaten voor de bevestiging van een koeler aanwezig.
-
sneller dan een Raspberry Pi 5
-
4K-resolutie slechts met 30 Hz
-
koeler voor max performance, bevestiging ontbreekt
Thundercomm Rubik Pi 3
De Rubik Pi 3 is aanzienlijk groter dan een Pi 5. Hij is afkomstig van het Chinese Thundercomm, dat rekenmodules voor toeleveranciers in de automobielindustrie produceert. Het hart van de Rubik is de Thundercomm SoM TurboX C6490-P U8A. Deze combineert de Dragonwing QCS6490 met 8 GB LPDDR4X-RAM en 128 GB UFS-2.2-flash. RAM en flash zijn daarbij gecombineerd in één enkele bouwsteen van SK Hynix.
Aan veel details is te merken dat de Rubik Pi 3 bedoeld is voor ontwikkelaars. Omdat hij geen microSD-lezer heeft en niet opstart vanaf USB-media of een SSD, is zelfs het installeren van het besturingssysteem een uitdaging. Op de UFSflash staat een opstartbare basis-Ubuntu, die je via een script dat je op GitHub kunt downloaden moet updaten. Dat werkte niet omdat het script geen repository kon vinden. De support reageerde pas na tien dagen op onze e-mail en pas toen werd onze toegang tot het supportforum op rubikpi.ai vrijgegeven.
De documentatie is uitgebreid, maar verspreid over websites van Thundercomm (rubikpi.ai), Canonical en Qualcomm. Bovendien heb je een Qualcomm-ID nodig om het Qualcomm Software Center te kunnen downloaden en installeren. Pas dan kun je de Qualcomm Launcher verkrijgen om een actuele Ubuntu-image op de Rubik Pi 3 te schrijven. Dat is altijd Ubuntu Server, maar kan via apt install worden omgezet naar Ubuntu Desktop.
Als je (AI-)software voor de Dragonwing-chip wilt schrijven, loont het de moeite om Qualcomm Software Center te gebruiken. Qualcomm stelt daar SDK’s en voorbeeldtoepassingen ter beschikking. De UFS-flash van de Rubik Pi 3 is sequentieel snel, maar haalt slechts matige IOPS-snelheden. Het M.2-2280-slot levert een hoge doorvoersnelheid. Thundercomm leidt de USB 3.0-poort van de QCS6490 naar een USB-C-aansluiting, maar de DP Alt Mode werkt niet onder Ubuntu 24.04.
De twee USB-A 3.0-aansluitingen worden gekoppeld door een PCIe-USB-controller van Renesas. Deze bezet de PCIe-lane die eigenlijk bedoeld is voor de ethernetcontroller, waardoor Thundercomm een USB 3.0 gigabit-ethernetchip van Asix op het board gesoldeerd heeft. Deze leverde de volledige verwachte datasnelheid. De Ampak AP6526 wifimodule, waarin een Synaptics Vero SYN43456 met 433 Mbit/s zit, presteert daarentegen slecht. We kwamen maximaal tot 176 Mbit/s.
-
sneller dan een Raspberry Pi 5
-
boot alleen vanaf UFS-flash
-
gecompliceerde installatie
Grote verschillen
Radxa Dragon Q6A en Thundercomm Rubik Pi 3 zijn ontworpen voor verschillende toepassingen. De Q6A is bedoeld voor hobbyisten – achter Radxa (uitgesproken als Rocksa) zit Tom Cubie, die ooit de Cubieboards ontwikkelde.
De Rubik Pi 3 is daarentegen vooral bedoeld voor professionals die gebruik willen maken van de AI-mogelijkheden van de QCS6490.
De Rubik Pi 3 start bijvoorbeeld uitsluitend op vanaf de gesoldeerde UFS-flashgeheugenmodule. Daarom kan het besturingssysteem alleen worden geïnstalleerd door het board in de Emergency Download (EDL)-modus te zetten, het via een USB-C-kabel aan een andere computer te koppelen en vervolgens vanaf daar met een speciale Qualcomm-tool de UFS-image te overschrijven.
De Rubik Pi 3 gebruikt een UEFI-BIOS als firmware, maar dat merk je niet omdat er geen BIOS-instellingen zijn en ook geen andere compatibele Linux-distributies behalve die van Canonical. In principe maakt een UEFI-BIOS het installeren van andere Linux-distributies mogelijk zonder specifieke aanpassingen.
Daarom heeft Raspberry Pi-mastermind Eben Upton ook UEFI-firmware aangekondigd voor toekomstige Raspberry Pi’s. Voor de Radxa Q6A is er ook UEFI-firmware die moet worden geïnstalleerd om een aangepaste Armbian-versie te kunnen installeren.
Radxa zelf levert Ubuntu-images. De nieuwste releases zijn beschikbaar op GitHub.
Terwijl de meeste Raspberry Pi’s opstarten vanaf een microSD-kaart, is dat bij de Rubik Pi 3 niet het geval, deze heeft helemaal geen lezer daarvoor. De Radxa Q6A heeft er wel een en kan daar ook vanaf opstarten, net als vanaf USB-opslag, een SSD in M.2-2230-formaat of UFS-flash.
Het testexemplaar werd geleverd met een UFS-3.1-module (128 GB), die op twee kleine connectors aan de onderkant van de Q6A kan worden aangesloten.
Conclusie
In vergelijking met de Rasberry Pi 5 bieden de iets duurdere singleboard-computers met Qualcomm Dragonwing QCS6490 verschillende voordelen: hogere CPU-prestaties, ingebouwde AI-versneller, flexibele I/O-engine en twee PCIe 3.0-lanes.
Maar de praktijk laat eens te meer zien dat het vooral aankomt op zorgvuldig en voortdurend onderhouden software. De Rubik Pi 3 is uitsluitend bedoeld voor professionals.
De Radxa Dragon Q6A is aantrekkelijk voor Linux-gebruikers met enige voorkennis die de speciale voordelen van de Qualcomm-chip voor hun projecten willen benutten.
Christof Windeck en Alieke van Sommeren
Praat mee