Модули Raspberry Pi в наше время нередко выполняют роль не слишком мощного, но очень экономичного сервера. Решение, предлагаемое Uptime Lab, призвано упростить и оптимизировать построение высокоплотных сред на базе компактных модулей Raspberry Pi или аналогичных. Первые варианты нового решения были показаны ещё летом позапрошлого года.

Проект Compute Blade, уже собравший $666 тыс. на краудфандинговой платформе Kickstarter, представляет собой системную плату для Raspberry Pi CM4, выполненную в форм-факторе «лезвия». Такая геометрия позволит разместить в одном стоечном корпусе до 20 систем на базе CM4, но есть у Compute Blade и ряд других достоинств.

Источник изображений здесь и далее: Kickstarter

Плата поддерживает не только CM4, но и совместимые по разводке и логике модули иных производителей, например, Radxa CM3 и Pine64 SoQuartz. Полностью реализована поддержка NVMe M.2 SSD всех типоразмеров, от 2242 до 22110. Опционально может присутствовать слот MicroSD. Плата также предусматривает вывод видеосигнала через разъём HDMI с разрешением до 4К@60.

Сетевая часть представлена портом Gigabit Ethernet с поддержкой PoE+, а подсистема USB включает порты Type-C и Type-A. Есть возможность установки криптомодуля, совместимого с TPM 2.0. Система поддерживает ряд других опциональных модулей, в частности, часы реального времени (RTC) и кастомный модуль аппаратной безопасности Zymbit Hardware Security. Система охлаждения активная. Питаться Compute Blade может от источника PoE с напряжением 24 или 48 Вольт, максимальное энергопотребление не превышает 22 Ватт. Длина «лезвия» составляет 340 мм.

Имеется три варианта Compute BladeL: Basic, TPM и Dev. Последний обладает наибольшей функциональностью и имеет разблокированный загрузчик. Система предназначена для работы под управлением Raspberry Pi OS, вся сопутствующая документация доступна онлайн. Стоимость базовой версии составляет $64, «версия разработчика» обойдётся в $107, а готовый кластер с 20 «лезвиями» (2 модуля Dev и 18 Basic) на базе CM4 с 8 Гбайт RAM обойдётся в $4000. Поставки должны начаться в августе этого года.

Число проектов на базе Raspberry Pi не поддаётся исчислению — настолько популярны эти маленькие, экономичные, но достаточно производительные микрокомпьютеры. У них есть свои недостатки, например, отсутствие «родной» поддержки NVMe-накопителей, но многие разработчики аппаратного обеспечения предлагают какие-либо решения для устранения недочётов «Малины».

Помимо обычных DIY-проектов, Raspberry Pi нередко используется для построения недорогих кластерных систем. Конечно, пропускная способность сети ограничена 1 Гбит/с, но более важный недостаток — отсутствие поддержки SSD «из коробки». Использование карт памяти или USB-накопителей не всегда слишком удачно: такие решения не отличается производительностью, да и изнашивается при активном обращении достаточно быстро.

Uptime Lab CM4. Фото: Jeff Geerling

Но новая плата Uptime Lab CM4 Blade позволяет обойти ограничения. Благодаря поддержке компактного Compute Module 4 «малиновые» кластеры можно сделать ещё более компактными. В разработке уже находится корпус высотой 1U, способный вместить 16 таких «лезвий», дающих в сумме 64 ядра ARMv8, до 128 Гбайт оперативной памяти LPDDR4-3200 (при использовании версий с 8 Гбайт ОЗУ) и более 16 Тбайт дискового пространства.

Новинка весьма функциональна. Установленный на неё Raspberry Pi Compute Module 4 получает следующие возможности:

• Разъём M.2 с поддержкой NVMe;
• Модуль TPM 2.0;
• Контроллер Gigabit Ethernet с поддержкой PoE+;
• Разъём для подключения вентилятора с поддержкой ШИМ;
• Порты HDMI, USB 2.0 и USB-C;
• Поддержа прошивки eMMC;
• Слот microSD (только для модулей CM4 Lite);
• Разъёмы UART и GPIO, поддерживаются модули RTC и Zymkey 4i;
• Индикаторы ID системы и активности NVMe-накопителя.

Прототип 1U-кластера на базе Compute Module 4. Фото: Jeff Geerling

Естественно, рекордов от NVMe-накопителя ожидать не стоит из-за использования единственной линии PCI Express 2.0. Примерная производительность, по данным Jeff Geerling, при чтении составит около 400-415 Мбайт/с, что, однако, на порядок быстрее показателей встроенной eMMC, предел для которой находится в районе 45 Мбайт/с.

В качестве модуля TPM 2.0 используется чип Infineon SLM9670, он совместим с Embedded Linux TPM Toolbox 2. Поддержки secure boot пока нет, так как модуль пока ещё не обучен общаться с загрузчиком Raspberry Pi.