Одноплатные компьютеры: что, зачем и почему

Компьютеры размером с кредитную карту (бывают модели и больше и меньше, но это своеобразный стандарт) уже довольно известны. Их изучили, их применяют, они работают на благо сообщества.

Что это?

Это устройство, у которого на одной плате собрано всё минимально необходимое для работы. Как правило, это CPU, GPU, их обвязка и, возможно, USB и сетевые интерфейсы — как проводные, так и беспроводные. Видеовыходы могут быть разные: от устаревшего VGA или композитного видео до вполне современного HDMI — лишь бы встроенное видеоядро поддерживало. Питаются они, как правило, от разъёма USB и требуют ток в диапазоне 500-1500 мА. То есть их можно питать при помощи обычного зарядного устройства для мобильного телефона или (лучше) планшета.

Зачем это нужно?

Количество задач, с которыми справится такой компьютер, довольно велико. Список начинается домашним компьютером и заканчивается роутерами и модемами. Например, на такое устройство можно без проблем установить почти полный Linux, превратив его в неплохую машинку для работы с документами, веб-сёрфинга, прослушивания музыки и других несложных задач. Некоторые модели способны переварить даже проигрывание видеороликов вплоть до 1080р! И всё это — с привычным графическим интерфейсом. Единственное место, где могут возникнуть проблемы, — это другая архитектура. Как правильно, многие приложения имеют версию для ARM-архитектуры, а если нет — легко найти аналог, но специфический софт на этой платформе всё ещё попадается редко.

Другая сторона медали — автоматизация и узкая специализация. Так, для того же Raspberry Pi существуют прошивки, позволяющие превратить его в Wi-Fi роутер, сетевое хранилище данных или беспроводной сетевой плеер. Очень часто такие решения являются максимально завершенными и требуют минимальной возни, требуя от устанавливающего лишь записать нужный образ на носитель данных (чаще всего — карту памяти) и указать необходимые настройки. Возможности поистине безграничны — вы можете соорудить целый умный дом, используя лишь пару-тройку таких плат. Конечно, ради этого придётся попотеть с настройкой всех таких устройств, но даже тут существуют готовые решения, требующие лишь минимальной прямоты рук.

Не стоит также забывать о набирающем популярность явлении под названием «интернет вещей» (IoT). Например, Microsoft собирается выпустить специальную версию Windows 10 IoT Edition. Устройство, использующее специальные протоколы (и сборку софта, разработанную ими же), сможет взаимодействовать даже с телефонами Lumia! С точки зрения развития идей одноплатных компьютеров это действительно шаг вперёд: до этого управление можно было осуществлять лишь через маршрутизатор. Сейчас это звено исчезает, позволяя устройствам общаться напрямую, да ещё и используя привычные для этого методы — например, для взаимодействия с Arduino используется известный и популярный во всём мире C#.

Главная вещь, позволяющая одноплатным компьютерам общаться с окружающим миром — порты GPIO. Это порты, которые могут быть и входами и выходами, позволяя устройству взаимодействовать на уровне “включил-выключил”. Такая простота идеи позволяет, например, включать или выключать лампочку, при получении электронного письма с соответствующей командой. Типичный одноплатный компьютер оснащается 5-10 портами GPIO, но их количество можно расширить разными путями.

Популярные модели

1. Raspberry Pi

Raspberry Pi (или «Малинка», как они известны среди энтузиастов) — устройство, положившее начало этой истории. Впервые компьютеры этого семейства появились в 2012 году, и тогда это многим казалось фантастикой. Компьютер размером с кредитку? За 25 долларов? Запускает Linux? Тем не менее, уже в конце июля в производство была запущена альфа-версия платы, за ней в августе пришли первые готовые модели и люди начали потихоньку получать свои устройства.

Что на борту?

• GPIO — универсальные порты для работы с любыми устройствами;
• композитный видеовыход;
• аудиовыход 3.5 мм;
• USB;
• Ethernet;
• HDMI;
• microUSB (питание);
• слот для карты памяти.

У «Малинки» бывают разные конфигурации: A, A+, B, B+, 2B. A-модели — самые простые, на них установлено 256 МБ оперативной памяти, ARMv6 процессор прошлых поколений, один USB-порт и 25\40 GPIO портов. Варианты с индексом B значительно интереснее — тут уже и 512 МБ памяти, в наличии Ethernet и большее количество USB (2 или 4 в зависимости от модели). Последняя из них, 2B, оснащена четырёхядерным процессором, 1 ГБ оперативной памяти и в целом объективно лучше прошлых моделей. Цены варьируются от 20 (модель А+) до 35 (2B) долларов.

Что можно установить?

Raspberry Pi широко распространена, поэтому для этой платы существует множество разных дистрибутивов. В основном это софт, основанный на ядре Linux, но есть и исключения: например, RISC OS или FreeBSD.

Зачем это мне и где это купить?

Raspberry Pi

Компьютер размером с кредитку

У «Малинки» бывают разные конфигурации: A, A+, B, B+, 2B. A-модели — самые простые, на них установлено 256 МБ оперативной памяти, ARMv6 процессор прошлых поколений, один USB-порт и 25\40 GPIO портов. Варианты с индексом B значительно интереснее — тут уже и 512 МБ памяти, в наличии Ethernet и большее количество USB (2 или 4 в зависимости от модели).

Купить на AliExpress

Малинка

Как уже упоминалось, возможности такого компьютера практически бесконечны: он может выполнять любую работу — главное, чтобы на это хватило мощности процессора. Он откровенно слабоват во всех моделях, кроме 2B. Raspberry Pi продаётся через официальные интернет-магазины (RS, Element 14), так и в наших краях через местных поставщиков. У нас он есть например в Raspberry или Arduino. Покупать стоит в первую очередь (если, конечно, не стесняют финансы) модель 2B. Она и мощнее намного, и портов больше, и 4 USB многого стоят. Разница в цене не столь велика, совместимость в софте полная.

2. Cubieboard

Что на борту?

• Разъём питания;
• Ethernet;
• HDMI;
• оптический цифровой аудиовыход;
• VGA;
• USB;
• microUSB;
• аудиовыход 3.5 мм;
• карта SD;
• SATA;
• GPIO.

Cubieboard — творение сумрачного инженерного гения из Китая. Появилась она в тестовых вариантах в сентябре 2012. Первый вариант был не слишком удачен, так что поговорим о третьей версии (благо, цена осталась та же). Как видно из картинки, портов больше, чем у Raspberry, к тому же на плате распаяны Wi-Fi, Bluetooth и инфракрасный port — это однозначный плюс. Машинка несёт в себе двуядерный процессор ARM Cortex-A7, 1/2 ГБ оперативной памяти, гигабитный Ethernet и вообще всячески набита интересностями.

Что можно установить?

Работает, как и малиновый собрат, на Linux, обычно своей особенной версии Cubian (вариант Debian). Софта много, а отсутствующие утилиты легко скомпилировать самостоятельно (после некоторой доработки напильником). Удачно реализованы разъёмы GPIO, они разнесены на разные части платы.

Зачем это мне и где это купить?

Cubieboard

Cubieboard — творение сумрачного инженерного гения из Китая

На плате распаяны Wi-Fi, Bluetooth и инфракрасный port — это однозначный плюс. Машинка несёт в себе двуядерный процессор ARM Cortex-A7, 1/2 ГБ оперативной памяти, гигабитный Ethernet и вообще всячески набита интересностями. Работает на Linux. Софта много, а отсутствующие утилиты легко скомпилировать самостоятельно.

Купить на AliExpress

Cubieboard повторяет возможности Raspberry, местами расширяя их. Впрочем, цены тоже выше: за старшую модель просят ~85$, то есть ровно в 2.5 раза больше, чем за Raspberry Pi 2. Стоит ли оно того — решать вам.

3. BeagleBone

Что на борту?

• разъём питания;
• Ethernet;
• microUSB;
• microSD;
• microHDMI;
• USB;
• GPIO.

BeagleBone Black впервые появилась в 2013 году как наследник предыдущих BeagleBoard. Её по праву можно назвать самой стильной из всех. Разработчики делают упор на наличие большого количества универсальных портов. К тому же, для BeagleBone существуют неплохие наборы аксессуаров. Беспроводных модулей нет. Процессор — 1 ГГц Cortex-A8, 512 мб оперативной памяти. В общем, на фоне Raspberry Pi 2 выглядит уже достаточно бледно.

Что можно установить?

Как и на все остальные одноплатные компьютеры — Linux. Что важно — на плате уже есть память объёмом 2 или 4 ГБ, причём туда даже может быть установлен свой дистрибутив Debian. Огромное количество портов расширения позволяют реализовать что угодно, а периферийные платы действительно могут повлиять на возможности устройства. Вы только взгляните, как они выглядят:

Зачем это мне и где это купить?

BeagleBone

BeagleBoard по праву можно назвать самой стильной из всех

Разработчики делают упор на наличие большого количества универсальных портов. К тому же, для BeagleBone существуют неплохие наборы аксессуаров. Беспроводных модулей нет. Процессор — 1 ГГц Cortex-A8, 512 мб оперативной памяти.

Купить на AliExpress

BeagleBone делает в первую очередь упор на аксессуары. Официальная цена — 45 долларов, в наших краях, как обычно, она отличается в большую сторону. Плату можно найти в тех же магазинах, что и Raspberry Pi.

А что бывает в мире готовых решений?

Если вам вдруг не хочется возиться с платами и установкой ОС, к вашим услугам есть так называемые «компьютеры на палочке» (stick computers). Здесь безраздельно царствуют китайские решения. По запросу “Android TV” можно найти сотни устройств различного качества. Ввиду разнообразия их нельзя как-то особенно удобно рассортировать, поэтому достаточно следовать паре простых правил. Ваше устройство должно:

• Иметь Android старше 4.2. С тех пор появилось множество полезных мелочей, не стоит гнаться за копееечной экономией и терять их.
• Иметь полноразмерный USB. USB OTG — это, конечно, тоже вариант, но он серьёзно уступает в удобстве.
• Иметь Wi-Fi антенну. В условиях маленького пространства это — обязательный пункт. Нередко можно встретить инструкции по припайке её там, где это не предусмотрено. Облегчите себе жизнь — возьмите с готовой антенной.
• Стоит также учитывать наличие пульта Д/У. Для многих операций он очень полезен, особенно — если совмещён с клавиатурой.

К слову, компания Intel недавно представила собственное решение — Compute Stick. Оно представляет собой полноценный x86-компьютер с процессором Atom, 2 ГБ оперативной памяти и накопителем объёмом 32 ГБ. По сути таким образом можно превратить в компьютер любой монитор или телевизор. Устройство поставляется с бесплатной версией Windows 8.1 with Bing, также на него можно установить Linux. Рекомендованная стоимость в Украине — 130 долларов. Это дороже всех перечисленных в данном материале решений, но и уровень производительности и совместимости с обычным пользовательским ПО здесь уже совершенно другой.

А как насчёт совсем новинок?

Сейчас популярность на Kickstarter стремительно набирает проект С.H.I.P.

Его подход схож с BeagleBone: cам по себе он стоит всего 9$ (+20$ доставка). К нему можно докупить дополнительные платы с различными выходами, батарею, и даже… телефонный корпус:

Если вы готовы вложиться, то это, пожалуй, будет удачный выбор. Устройство уже собрало нужную сумму, поддержать его можно вот тут (сбор средств будет продолжаться ещё несколько дней).

Вместо итога

На сегодняшний день существует достаточно много разных одноплатных компьютеров и компьютеров-стиков. Настолько много, что даже рамки этого термина иной раз смываются, теряя точность: например, иногда даже Arduino называют таковым. Мы в этом материале постарались охватить самые популярные и распространённые варианты, а уж что из них выбрать и тем более что на их основе построить — это уже ваше решение.

P.S. Вот здесь собраны сравнительные характеристики 44 таких компьютеров.