Orange Pi 800 : du nouveau dans le monde des agrumes

Renaud est un lecteur de longue date qui m’a proposé un test à sa façon du Orange Pi 800, la version de Xunlong du Raspberry Pi 400.

Au mois de juin 2022, Xunlong a annoncé l’Orange Pi 800 avec un facteur de forme peu traditionnel. A vrai dire, la fondation Raspberry Pi avait déjà défriché le chemin avec le Raspberry Pi 400 : un ordinateur dans un clavier. Les plus vieux geeks seront à peine surpris de voir qu’il s’agit d’une resucée de l’Apple II, du ZX81, de l’Oric 1, du Commodore 64, enfin bref, d’un ordinateur dans un clavier sur lequel on connectera un écran.

On ne risque pas du tout de confondre un Raspberry Pi 400 et un Orange Pi 800, ces deux machines sont totalement différentes même si elles sont très proches dans leur format. 

Utilisateur de la solution Pi400 depuis le premier jour de sa mise sur le marché, j’ai bien sûr apprécié ses performances suffisantes comme outil de développement. Mais c’est surtout tout l’écosystème autour des produits de la fondation qui en font un outil imbattable. Mais d’un autre côté, Orange Pi propose aujourd’hui des produits qui sont réellement disponibles à l’achat. Les pénuries de solution Raspberry sont devenues légendaires et cela fait peut-être une différence.

Disponibilité et tarif du Orange Pi 800

Annoncée en juin 2022 concomitamment avec un système d’exploitation Orange Pi OS, la machine a pris son temps pour toucher le marché. Quoiqu’il en soit, elle a été annoncée à la vente 24 heures avant les vacances du « National Day » en Chine. Soit début octobre. Mise en vente sur les sites de eCommerce locaux que sont Taobao et JD, elle était dans les faits uniquement disponible sur Taobao. Comme d’habitude en Chine, l’expédition a été super rapide : remise au transporteur le samedi, le colis était disponible lundi matin à 11h près de Beijing. 

Avec un bloc d’alimentation 5V-4A, le Orange Pi 800 revient à un peu moins de 100€ sur le marché local, ce qui est aligné peu ou prou à ce que coûte une Pi400. D’un autre côté, si on est pragmatique, il faut bien reconnaitre qu’on trouve aujourd’hui sur le marché de nombreuses solutions en « format NUC » avec des processeurs Intel dedans qui se trouvent parfois dans les 150€.

Paradoxalement, la boutique en ligne officielle de Xunlong sur Aliexpress était toujours désespérément vide… Certains vendeurs proposent néanmoins la carte : je suppose qu’ils commandent localement et expédient ensuite vers l’occident. Un choix qui ne s’avère pas du tout économique. Réservé aux plus impatients, le tarif fait mal. A 180€, je ne suis pas persuadé de l’intérêt de la solution1. Cette surenchère évoque la spéculation ridicule autour des « Raspberry » en ces temps de pénurie. Chacun fait son petit commerce.

Quoiqu’il en soit, la carte ou plutôt le clavier commandé sur Taobao arrive bien emballé avec une somptueuse documentation : un petit dépliant de quelques pages un peu plus grand qu’une feuille A4… On pourra lire quelques généralités sur le sujet, par exemple où se trouve le bouton de mise sous tension.  Quelques spécifications se battent en duel dans un désert d’informations, on n’apprendra pas grand-chose de ce document. C’est déjà un peu plus que lorsque l’on achète une Orange Pi Zero 2… Mais, il faut avouer que la documentation disponible sur internet pour la OPZ2 est considérable. J’aimerais en voir autant pour la OPi 800.

Spécifications

A priori deux grosses différences sautent aux yeux entre la OPi800 et la RPi400. La nouvelle venue est équipée d’un processeur RockChipRK3399 à six cœurs, dont deux Cortex-A72 à 1.8GHz et quatre A53 à 1.4GHz, quand la Pi 400 dispose d’un Broadcom à quatre cœurs Cortex A72 à 1.8GHz. La seconde différence, c’est que la OPi800 propose un stockage interne à base de eMMC, supposé être plus rapide et plus fiable qu’une SD Card.

En haut le OPi800, en bas le RPi400

Du coté GPIO, Xunlong continue de faire comme pour la plupart de ses autres cartes : on note la présence d’un connecteur GPIO limité à 26 broches au lieu de la norme des 40 GPIOs proposée par la fondation Raspberry Pi et visible sur le RPi400. 

Le reste de la connectique est classique, on trouve un port VGA et un HDMI pour connecter son écran, un lecteur de cartes MicroSDXC, deux USB 3.0 et un USB 2.0 tous au format Type-A. L’alimentation est proposée au travers d’un USB Type-C. Un haut-parleur mono est également intégré à l’engin en plus d’u un jack audio 3.5 mm classique. 

Quel Système d’exploitation ?

C’est dans la partie OS (Operating System) que le temps se gâte un peu. Pour l’instant, je ne sais pas comment installer le système de mon choix sur la machine. Dans les faits, j’aurais aimé installer un système Armbian, il va falloir attendre un peu parce que sur le site, je n’ai rien vu pour la OPi800 en ce mois d’octobre 2022.

Quoiqu’il en soit, la machine arrive avec un système installé sur la mémoire eMMC. A la mise sous tension, il y a toujours la crainte de quelque chose de mal fini et avec trop de bugs. En pratique, quelques tests réalisés se veulent rassurants : tout fonctionne correctement.

Pour information, j’utilise une Orange Pi Zero 2 depuis des années avec le système Debian proposé par Xunlong. La première version du système avait quelques petits détails énervants, par exemple le reboot ne fonctionnait pas. Pour une solution embarquée pas forcément très accessible, c’est très agaçant.

Au fil du temps, le système Debian maintenu par Xunlong s’est amélioré et aujourd’hui c’est parfait. La vraie crainte pour moi c’est essentiellement la peur de backdoors et autres petites indiscrétions dont la Chine est friande qui seraient installées dans le système. Quoiqu’il en soit, en attendant de trouver un autre système et de comprendre comment l’installer, on va faire avec celui qui est à bord de la mémoire eMMC.

On est donc encore loin de ce que propose la Fondation aujourd’hui. Quand on regarde du côté des Raspberry avec leurs SD card, on est content de pouvoir utiliser l’application Imager. Fruit d’une lente gestation, La solution Imager de la Fondation permet de choisir parmi de nombreux systèmes d’exploitation pour préparer et exploiter très simplement une carte SD. 

Lorsque la Raspberry Pi 400 est sortie, la fondation ne proposait qu’un OS en 32 bits. Pour moi ce n’était plus possible : de nombreux logiciels sont uniquement disponibles en 64 bits et n’existent tout simplement pas en 32 bits. C’est une tendance forte depuis plusieurs années et qui va en s’accélérant.
Considérant « la mort du 32 bits », j’ai utilisé la Raspberry Pi400 avec Ubuntu Desktop en 64 bits. Quand la fondation a proposé enfin son système 64 bits, c’était trop tard pour moi, j’étais déjà converti à Ubuntu.

Toutes ces circonvolutions pour indiquer que j’installe une version fraiche d’Ubuntu sur une carte Sandisk Extreme de 128Go pour comparer le clavier Orange au clavier Framboise.

Le Grand Secret des Cartounettes

Mais au fond, ça sert à quoi Linux, pourquoi pas Android ou Windows ? La première carte Orange Pi achetée en 2015 était une Orange Pi Zero. Elle avait un processeur 4 coeurs, coûtait moins de 10€ et avait un point commun avec les supercalculateurs u monde entier, aussi bien ceux de la NASA ou le Blue Gene/P.

Le point commun, c’est qu’une cartounette « Ca fait tourner Linux ». En conséquence, sur les petites cartes à notre disposition, on peut faire tourner des logiciels qui fonctionnent sous Linux et qui sont aussi utilisés par de très grosses entreprises pour réaliser leurs opérations. Certes, ça va moins vite (je confirme, ça va parfois un peu moins vite) mais par exemple on peut installer Docker, PostgreSQL, Grafana, Prometheus etc… sur une solutions à quelques dizaines d’euros. Même sur une Orange Pi Zero 2 avec seulement 1Go de RAM cela fonctionne.

Ca veut dire que c’est un super terrain de jeu, que sur ces cartes on dispose des mêmes applications que celles disponibles sur les très gros ordinateurs.

Implications négatives

Disposer d’un équipement qui ne coute quasiment rien et qui permet d’exploiter ses compétences acquises sur les gros systèmes (ou le contraire) est très satisfaisant, mais il reste quand même quelques petits points négatifs.

Les industriels ne s’y sont pas trompés. Certes, il reste quelques dinosaures, les grosses bestioles puissantes qui ont un projet à plusieurs millions d’Euros. Ces bestioles-là, on ne peut pas leur expliquer qu’une carte Raspberry fera le travail demandé moyennant deux semaines de code. Les dinosaures ont un petit cerveau, mais en même temps ils sont gros et puissants. Ils vous éjectent si vous les caressez à rebrousse plume, d’un claquement de griffe.

Mais les temps changent et on ne peut pas nier une extinction massive d’un gros paquet de dinosaures. De nombreuses entreprises se sont mises à utiliser les cartes Raspberry Pi pour leurs besoins. Déployer des centaines de robots logiciels développés sur des Raspberry, c’est gagner en terme d’énergie, de climatisation, d’espace dédié, de simplicité de mise en œuvre et de coût. Pour l’anecdote, Jef Geerling montrait il y a quelques mois une entreprise qui avait déployé aux USA des distributeurs de balles de golf motorisés par des cartes de développement de la Fondation !

Hélas, pour l’utilisateur moyen, cela a de très négatives implications. En effet, malgré les quatre cent mille unités de Raspberry produites chaque mois, quasiment aucune Raspberry Pi ne va vers le particulier, ce ne sont que les entreprises qui en bénéficient. De temps en temps on trouve des Pi 400, au mieux. Le résultat de cette dynamique négative, c’est que lorsque l’on ne peut plus acheter un produit mais que l’on a des besoins, on est obligé d’aller voir ailleurs. Les produits Orange Pi, Banana Pi, Odroid, Radxa, Khada etc… sont bel et bien disponibles !

Bon, après ce petit aparté, en avant pour quelques informations de prise en main !

Que nous disent neofetch et bpytop ?

Neofetch est un outil sur la ligne de commande (CLI) qui donne des informations sur la machine. A gauche la OPi800, à droite la Pi400. On a lancé la commande avec le bureau. L’environnement graphique est ouvert mais aucune application n’est lancée. Comme on a le même système installé sur les deux cartes, avec la même quantité de mémoire. On va pouvoir comparer de manière pertinente.

On voit que le système avec le bureau lancé est plus gourmand sur la Raspberry (780 vs 508MiB), mais d’un point de vue purement subjectif, je préfère le bureau d’Ubuntu.

Passons à une copie d’écran de bpytop, à gauche la OPi800, à droite la Pi400.

Bpytop confirme six cœurs dans la solution Xunlong avec un SoC qui chauffe beaucoup plus que celui de la Raspberry. On est à 54° sans rien faire contre 34° pour le Broadcomm. La Pi400 s’overclocke facilement jusqu’à 2.2GHz avec une ventilation passive opérée par une grosse plaque métallique de (presque) toute la largeur du clavier. Pour la solution OPi800, le site officiel nous informe que la chaleur est bien dissipée par une solution en silicagel, c

Heureusement, parce qu’avec 20°C de plus par rapport à la Raspberry, la température de base est quelque peu inquiétante. Il faudra voir ce que cela donne en charge. On remarque également que la gestion des fenêtres est opérée par XFCE (xfwm4) pour la Orange et par Wayland pour la Framboise.

Mesures réseau

On commence avec une partie réseau pour confirmer que tout va bien. Dans l’ensemble la prise RJ45 de la OPi800 fonctionne correctement.

Sysbench

Sysbench est un outil qui permet de se faire une idée des performances d’une machine, en particulier pour les traitements avec de la base de données. Cela correspond bien à mes cas d’usage, du développement avec de la donnée en base. L’idée est de tester la capacité à exploiter la solution dans un cadre professionnel

Puisque la grosse différence avec la Pi400 est la présence d’une mémoire eMMC, on commence avec un test eMMC vs SanDisk. Pour les IO « disques » la première étape consiste à créer 128 fichiers qui représentent 3Go sur la carte, c’est l’étape de préparation. La donnée importante est le temps mis pour l’opération :

sysbench --num-threads=16 --test=fileio --file-total-size=3G --file-test-mode=rndrw prepare 
# pi 800 = 3221225472 bytes written in 40.84 seconds (75.21 MiB/sec). 
# pi 400 = 3221225472 bytes written in 103.94 seconds (29.55 MiB/sec)

La seconde étape consiste à mesurer les entrées sorties sur les fichiers. Ci-dessous une partie des résultats :

sysbench --num-threads=16 --test=fileio --file-total-size=3G --file-test-mode=rndrw run
# OPi 800 / Pi 400 
File operations:
reads/s: 1433.34 / 498.87
writes/s: 956.72 / 332.58
fsyncs/s: 3258.01 / 1261.82

Throughput:
read, MiB/s: 22.40 / 7.79
written, MiB/s: 14.95 / 5.20

Dans l’ensemble pas de surprise, le stockage eMMC est plus rapide, d’un facteur 2 à 3.

Processeur

Et maintenant, qu’est-ce que cela donne côté processeur ?

# 1 thread OPi800 / Pi400
sysbench --test=cpu --num-threads=1 --cpu-max-prime=50000 run
total number of events : 1953 / 1991
# 4 threads OPi800 / Pi400
total number of events : 5532 / 7963
# 6 threads OPi800 / Pi400
total number of events : 6368 / 7963

Sur un thread (ou deux), on mesure la même chose : du cœur A72 à 1.8GHz. Les performances sont identiques. Quand on augmente le nombre de threads, la Raspberry est toujours devant.

Scheduler

Les performances du scheduler du noyau Linux influencent de manière considérable le comportement des applications. Est-ce que l’on va voir une différence entre les cartounettes ? On va proposer le « nombre d’événements » et les informations de latence :

sysbench --num-threads=64 --test=threads --thread-yields=100 --thread-locks=2 run

total number of events: 27170 / 7569
events : 424 / 118

C’est plutôt bien pour la OPi800 par rapport à la Pi400 dans une optique de gestion de base de données. Je ne teste pas la partie mySQL, ça suffira pour la prise en main.

Conclusion temporaire

On a quelques données dans les mains et chacun pourra se faire son avis .

Dans les points positifs, on découvre une mémoire eMMC rapide qu’il faudra cependant dompter avec un système d’exploitation différent. Une sortie HDMI plein format et une connectique complète avec Jack et VGA.

Dans les points négatifs, on a tout de même des performances identiques à la solution de la Framboise mais avec mais 20°C de plus en température ! Peu de documentation disponible et un écosystème pas vraiment comparable à la Raspberry. Autre détail, un clavier uniquement en QWERTY.

Le système d’exploitation semble fonctionnel. Pour les solutions alternatives et la documentation, il faudra laisser à la solution encore un peu de temps. L’équipe d’Armbian va certainement proposer une version de Debian et un Ubuntu dans le futur. Pour la documentation, si la 800 pouvait suivre le chemin pavé par la Orange Pi Zero 2, ce serait formidable. La fondation Raspberry a sorti la Pi 4 avec des problèmes d’alimentation, de chauffe, un OS 32 bits etc…

C’est souvent le temps qui permet d’avoir un processeur qui chauffe moins, un système en 64 bits et des corrections matérielles. La Pi400 a bénéficié de tout cela, il faut juste être patient. Sur les performances, le RK3399 est un processeur de 2015 ou 2016 gravé en 28nm, comme le Broadcom de la Raspberry. Les mesures semblent indiquer qu’avec l’eMMC et les performances du scheduler, la solution se comporte un peu mieux qu’un Pi400.

Renaud

 

Orange Pi 800 : un clavier PC sous RockChip RK3399

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Notes :

  1. C’est plus cher qu’une machine à café performante et ça donne moins de pouvoir. E=MC2, Energy = Morning Coffee au carré.

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3 commentaires sur ce sujet.
  • 21 octobre 2022 - 22 h 12 min

    Merci beaucoup pour ce test très complet et de qualité ! Étonné que les trous d’aération de l’Orange Pi 800 soient aussi serrés. Je me demande si ça aurait mieux refroidit avec quelques mm de plus. Au niveau qualitatif (frappe clavier, finitions, matériaux, etc.) y a-t-il une différence flagrante ?
    Merci beaucoup !

    Répondre
  • oli
    22 octobre 2022 - 0 h 07 min

    Intéressant, merci !

    Répondre
  • 22 octobre 2022 - 7 h 18 min

    La chauffe est vraiment un gros problème à résoudre, pour le reste, si les choix côté système s’étendent et ce sera probablement le cas, ça tiens la route. Mais au prix demandé, expédié en France, on se prends désormais les taxes au départ (+ une seconde fois à arrivée, parfois, des vendeurs et/ou la poste semblant se moquer du monde, ce qui incite à privilégier ce qui est dispo chez ceux ayant des entrepots localisés en Europe) normalement…
    Le jeu d’avoir, en pratique, une garantie limitée à la semaine suivant réception et dépendante du bon vouloir d’un vendeur un peu soucieux de sa réputation en ligne devient donc bien moins tentant vu d’ici. A titre personnel, cela a mis un coup d’arrêt complet à mes emplettes direct en Chine.
    Merci pour ce test en tout cas et la découverte de 2 outils en ligne de commande présentant bien et que je ne connaissais pas: C’est con, mais sur une machine headless, cela peut permettre de moins rebuter les non-geek-des-cavernes conviés à quelques tests!

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