Одноплатные компьютеры (SBC) становятся все более популярными как в промышленном, так и в домашнем использовании. Это логично, поскольку SBC управляли некоторыми из самых первых домашних компьютеров, такими как Acorn Electron и BBC Micro. Сегодняшние SBC сильно отличаются от прошлых лет, предлагая портативность, универсальность и энергоэффективность, невиданные в ранние дни.
Независимо от того, работаете ли вы с Raspberry Pi, BeagleBoard или SBC на базе процессора Intel N100 Alder Lake, энергоэффективность является общим знаменателем. Есть несколько вещей, которые делают эти крошечные компьютеры такими энергоэффективными.
3 Компоненты тщательно подобраны, чтобы впитывать, а не глотать энергию
Встроенные и самодельные варианты использования одноплатных компьютеров требуют высокой энергоэффективности
Начнем с того, что современный SBC разработан с учетом энергоэффективности. Независимо от того, используется ли он во встроенной емкости в промышленном приложении или в качестве мозга для проекта DIY, SBC часто нуждается в питании от батареи, а не в подключении к электрической розетке. Подобно ноутбуку, SBC в идеале должен иметь возможность работать в течение значительного времени между зарядками батареи.
Итак, хотя инженеры, разрабатывающие наши одноплатные компьютеры, учитывают производительность, они также работают над тем, чтобы сделать компьютеры максимально энергоэффективными. Это отражается в конструкции чипа, выборе используемых компонентов, компоновке этих компонентов на печатной плате и компактном размере.
Например, процессор Intel N100, используемый в Radxa X4, имеет TDP 6 Вт по сравнению с 55 Вт TDP, которые можно найти в большинстве современных ноутбуков с мобильными процессорами Raptor Lake. Даже 12 Вт TDP Raspberry Pi 5 намного лучше с точки зрения энергоэффективности, чем средний современный процессор ноутбука. Аналогично, одноплатные компьютеры обычно используют флэш-память eMMC для хранения или разъем для хранения, такой как microSD или M.2. Эти опции потребляют очень мало электроэнергии, что позволяет одноплатному компьютеру оставаться максимально энергоэффективным с учетом его рабочих нагрузок.
TDP (Thermal Design Power) или расчетная тепловая мощность (Thermal Design Power) обычно относится к максимальному количеству тепла, измеряемому в ваттах, которое компонент компьютера может генерировать при своей максимальной теоретической нагрузке. Фактическое потребление энергии компонентом обычно будет меньше его TDP.
Компромиссы часто неизбежны, поэтому SBC может не обеспечивать такую же высокую производительность, как настольный ПК. С другой стороны, SBC достаточно малы, чтобы несколько из них можно было разместить в том же объеме физического пространства, который занимает один настольный компьютер.
2 SBC тесно интегрируют меньше компонентов
Близость обеспечивает эффективность этих небольших компьютеров
Источник: Unsplash
Одной из причин, по которой SBC может быть настолько энергоэффективным, является то, что разработчики сохраняют почти все основные компоненты тесно интегрированными. В традиционных компьютерах материнская плата, ЦП, память, устройства хранения данных и многое другое обычно являются отдельными компонентами. Все эти компоненты обычно интегрируются на одной плате для SBC, отсюда и название «одноплатный компьютер». Часто вы обнаружите, что ЦП и ГП даже интегрированы в один чип.
Эта интеграция означает более низкие требования к энергии. Больше компонентов и разъемов почти всегда означает более высокие требования к энергии. Каждый разъем добавляет по крайней мере небольшое количество сопротивления в цепь, поэтому интеграция всех компонентов на одной плате помогает снизить потребление энергии.
1 Отсутствие движущихся частей и выделения тепла
Поддержание прохлады означает повышение энергоэффективности
В вашем среднестатистическом одноплатном компьютере почти нет движущихся частей, за исключением вентиляторов, которые используются для увеличения воздушного потока и охлаждения чипов. Конечно, традиционные ПК меньше зависят от вращающихся жестких дисков, чем раньше, но отсутствие движущихся частей в одноплатном компьютере в сочетании с его небольшим размером значительно снижает тепловыделение. Поскольку тепло может стать похоронным звоном для компьютерных компонентов, компьютеры используют электричество для работы вентиляторов или систем жидкостного охлаждения, чтобы все работало гладко.
SBC часто использует активное охлаждение, например вентиляторы, да, но в гораздо меньших масштабах. Потребляемая мощность для вентилятора охлаждения Raspberry Pi практически незначительна, что помогает поддерживать энергоэффективность SBC.
Маленький, универсальный и энергоэффективный
Хотя есть несколько вычислительных устройств, которые предлагают лучшую энергоэффективность, чем SBC, им обычно не хватает мощности и универсальности, необходимых для многих приложений. К счастью, одноплатный компьютер может обеспечить высокую вычислительную производительность, компактный размер и более низкие требования к энергии, и все это в одном небольшом корпусе.
