شرکت سازنده Walnut Pi ماژول محاسباتی Walnut Pi CM2 را با تراشه‌ی هشت‌هسته‌ای Allwinner T527، حداکثر ۴ گیگابایت رم و شتاب‌دهنده داخلی هوش مصنوعی معرفی کرده است. این محصول با هدف ارائه جایگزینی ارزان‌تر برای Raspberry Pi Compute Module 5 طراحی شده و در سامانه‌های نهفته (امبدد)، اینترنت اشیا، کنترل صنعتی و پردازش لبه کاربرد دارد.
ابعاد و آرایش کلی اتصالات CM2 به CM5 نزدیک است، اما تفاوت‌های سخت‌افزاری و الکتریکی مانع جایگزینی مستقیم آن در همه‌ی بردهای توسعه می‌شود. قیمت ماژول، بسته به پیکربندی، بین ۲۸ تا ۴۹ دلار است؛ درحالی‌که نسخه‌ای از Raspberry Pi CM5 با ۲ گیگابایت رم، ۱۶ گیگابایت حافظه eMMC و ارتباط بی‌سیم، حدود ۹۷٫۵۰ دلار قیمت دارد. پیش از استفاده، سازگاری CM2 با برد حامل و تجهیزات موردنظر باید بررسی شود.
پردازنده‌ی Allwinner T527؛ هشت هسته پردازشی و شتاب‌دهنده هوش مصنوعی
قلب Walnut Pi CM2 تراشه‌ی Allwinner T527 است که هشت هسته‌ی Arm Cortex-A55، پردازنده گرافیکی، واحد پردازش عصبی و چندین رابط دارد. چهار هسته با فرکانس حداکثر ۱٫۸ گیگاهرتز و چهار هسته دیگر با فرکانس حداکثر ۱٫۴۲ گیگاهرتز کار می‌کنند. این معماری برای اجرای لینوکس، نرم‌افزارهای کنترلی و پردازش‌های عمومی در دستگاه‌های امبدد طراحی شده است.
T527 یک هسته کمکی RISC-V از نوع E906 با فرکانس ۲۰۰ مگاهرتز نیز دارد که می‌تواند برای وظایف کنترلی و پردازش‌های کمکی به کار رود؛ البته استفاده از آن به پشتیبانی نرم‌افزاری وابسته است.
پردازش گرافیکی بر عهده Mali-G57 MC1 است که از OpenGL ES 3.2، OpenCL 2.2 و Vulkan 1.3 پشتیبانی می‌کند. تراشه همچنین توانایی دیکدینگ فرمتهای ویدئویی H.265 و VP9 را با وضوح حداکثر 4K و نرخ ۶۰ فریم‌برثانیه دارد.
واحد پردازش عصبی (NPU) با توان اسمی حداکثر ۲ تریلیون عملیات در ثانیه (TOPS) برای شتاب‌دادن به مدل‌های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین در نظر گرفته شده است.
حافظه، اتصالات و تفاوت‌های مهم با Raspberry Pi CM5
Walnut Pi CM2 در نسخه‌های دارای ۱، ۲ یا ۴ گیگابایت رم LPDDR4 عرضه می‌شود و حافظه eMMC برای ذخیره‌سازی دارد. ظرفیت نسخه‌ی معرفی‌شده ۱۶ گیگابایت است و گزینه‌های ۳۲، ۶۴ و ۱۲۸ گیگابایتی نیز قابل انتخاب هستند. علاوه‌بر این، ۸ مگابایت حافظه SPI Flash برای بخش‌هایی از فرایند راه‌اندازی سیستم دارد.
ابعاد CM2 حدود ۵۵ در ۴۰ میلی‌متر و وزن آن حدود ۹٫۶ گرم است. دو جامپر ۱۰۰ پین، رابط‌های ورودی و خروجی را به برد حامل منتقل می‌کنند و امکان استفاده از ماژول را در بردهای سفارشی فراهم می‌سازند.
اترنت گیگابیتی روی ماژول قرار دارد و نسخه بی‌سیم از Wi-Fi 6 دو بانده و بلوتوث ۵٫۰ پشتیبانی می‌کند. درگاه‌های تصویری و جانبی از طریق کانکتورهای ماژول در دسترس هستند. خروجی HDMI از وضوح حداکثر 4K با نرخ ۶۰ هرتز پشتیبانی می‌کند و رابط‌های چهارخطی MIPI DSI و MIPI CSI برای نمایشگر و دوربین در نظر گرفته شده‌اند.
برد Walnut pi CM2 یک پورت USB 3.0، سه پورت USB 2.0 و رابط PCIe نسل دوم با یک خط ارتباطی (PCIe Gen 2.1 x1) دارد. PCIe و USB 3.0 به‌صورت اشتراکی استفاده می‌شوند؛ بنابراین مستقل نیستند و این محدودیت باید در طراحی محصول لحاظ شود.
تغذیه با ولتاژ ۵ ولت و جریان پیشنهادی ۲ آمپر انجام می‌شود. GPIO، UART و دیگر ورودی‌ها و خروجی‌ها نیز امکان اتصال حسگرها، تجهیزات کنترلی و مدارهای جانبی را فراهم می‌کنند. در نتیجه، CM2 برای دروازه‌های اینترنت اشیا، پنل‌های صنعتی، کنترل‌کننده‌های هوشمند و سامانه‌های پردازش لبه مناسب است؛ هرچند انتخاب نهایی به بار پردازشی، تعداد رابط‌های هم‌زمان و پشتیبانی نرم‌افزاری بستگی دارد.
سازگاری Walnut Pi CM2 با رزبری‌پای CM5؛ اما یک نکته
قالب CM2 به Raspberry Pi Compute Module 5 نزدیک است، اما سازگاری مکانیکی به‌تنهایی کافی نیست. همه‌ی بردهای حامل طراحی‌شده برای CM5 بدون تغییر با CM2 کار نمی‌کنند. برای نمونه، CM2 تنها یک خروجی HDMI دارد و رابط‌های MIPI آن الزاماً با دوربین‌ها و نمایشگرهای محصولات Raspberry Pi یکسان نیستند. اشتراک PCIe با USB 3.0 نیز می‌تواند محدودیت ایجاد کند.
پیش از استفاده در محصول موجود، باید نقشه پایه‌ها، ولتاژ سیگنال‌ها، رابط‌های موردنیاز و پشتیبانی درایورها بررسی شوند. Raspberry Pi OS نیز لزوماً روی این ماژول نصب نمی‌شود.
طبق گزارش CNX Software، گزینه‌های نرم‌افزاری شامل Walnut Pi OS مبتنی بر Debian 12، اوبونتو، اندروید و Home Assistant هستند. پشتیبانی هریک از این سیستم‌های عامل به درایورها، کرنل و ابزارهای منتشرشده از سوی سازنده بستگی دارد.
سازنده برای ارزیابی سخت‌افزار، برد IO عرضه می‌کند که به HDMI، نمایشگر و دوربین، اترنت گیگابیتی، USB، هدر ۴۰ پین GPIO و سوکت M.2 با رابط PCIe مجهز است. سوکت M.2 برای SSDهای NVMe کاربرد دارد و عملکرد آن به پهنای باند PCIe نسل دوم و طراحی برد وابسته است. این برد از طریق USB-C با ولتاژ ۵ ولت تغذیه می‌شود و رابط UART، کلیدهای راه‌اندازی و فن PWM نیز دارد.
قیمت و جایگاه Walnut pi CM2 در بازار ماژول‌های محاسباتی
قیمت Walnut Pi CM2 در AliExpress از حدود ۲۸ دلار برای نسخه‌های پایه آغاز می‌شود و نسخه دارای ۲ گیگابایت رم، ۱۶ گیگابایت eMMC و ارتباط بی‌سیم، حدود ۴۹ دلار قیمت دارد. بسته‌ی شامل ماژول و برد IO نیز با قیمت حدود ۳۷٫۸۰ تا ۵۸٫۸۰ دلار عرضه می‌شود و محفظه‌ای آن به‌طور جداگانه فروخته می‌شود.
مزیت اصلی CM2 قیمت پایین‌تر و یکپارچه‌سازی Wi-Fi 6، بلوتوث، اترنت گیگابیتی و NPU در ماژولی کوچک است. در مقابل، پردازنده Cortex-A55 آن از نظر توان CPU پایین‌تر از Broadcom BCM2712 در Raspberry Pi CM5 قرار می‌گیرد که از چهار هسته‌ی Cortex-A76 استفاده می‌کند. بنابراین انتخاب میان این دو محصول باید بر اساس نوع کاربرد، ظرفیت حافظه، عملکرد گرافیکی، سازگاری با برد حامل و پشتیبانی نرم‌افزاری انجام شود.
ورود Walnut Pi CM2 نشان می‌دهد تراشه‌های چینی و خانواده Allwinner همچنان در بازار سامانه‌های امبدد و بردهای محاسباتی ارزان‌قیمت حضور دارند. در همین زمینه، مطالعه گزارش قبلی ویکی‌ربات درباره تراشه چینی AX8860P و تلاش آن برای رقابت با NVIDIA DGX Spark در پردازش هوش مصنوعی نیز جالب توجه است. AX8860P و T527 در رده‌های عملکردی و کاربردی متفاوتی قرار دارند، اما هر دو نمونه‌ای از گسترش گزینه‌های سخت‌افزاری چینی برای توسعه‌دهندگان و سازندگان محصولات هوشمند هستند.