Test LattePanda Mu – Partie 1 : un module de calcul Intel N100 testé avec Windows 11, cartes porteuses avec emplacements PCIe

En avril dernier, DFRobot a lancé le module de calcul LattePanda Mu x86 alimenté par un processeur Intel N100 Alder-Lake avec 8 Go de RAM et un flash eMMC de 64 Go ainsi que des cartes de support Lite et Full Function pour évaluation. Les clients finaux conçoivent généralement leur propre carte de support sans avoir à prendre en compte les signaux à grande vitesse pour la mémoire LPDDR5 et d’autres complexités lors de la configuration du PCB.

DFRobot nous a envoyé le module LattePanda Mu pour test ainsi que les cartes de support Lite et Full Function, un dissipateur thermique pour le refroidissement passif et un refroidisseur actif afin que nous puissions comparer les deux solutions de refroidissement. Jetons un coup d’œil au module LattePanda Mu et aux accessoires avant de tester le kit avec le système d’exploitation Windows 11, y compris le slot PCIe x4.

Déballage du kit LattePanda Mu

Le colis comprenait trois boîtes de vente au détail.

Le plus petit boîtier abritait le module de calcul LattePanda Mu, un dissipateur thermique et un refroidisseur actif.

La deuxième boîte orange contenait un kit avec la carte support Lite.

La grande boîte noire comprenait la carte de support d’évaluation complète qui devrait permettre aux utilisateurs de tester toutes les fonctionnalités prises en charge par le LattePanda Mu.

Présentation du matériel

Module de calcul LattePanda Mu

Le système sur module (SoM) LattePanda Mu est présenté dans un format SO-DIMM DDR4 de 69,6 x 60 mm, plus petit qu’une carte de crédit. De nombreux fabricants de SoM utiliseront le facteur de forme SO-DIMM DDR4, mais notez que chacun attribuera les broches comme bon lui semble et que les modules de différentes marques ne sont généralement pas compatibles broche à broche. Le processeur Intel N100 Alder Lake-N de la carte LattePanda Mu est un SoC basse consommation couramment utilisé dans les ordinateurs portables d’entrée de gamme, les mini PC et les systèmes NAS.

Vous pouvez consulter les spécifications complètes du LattePanda Mu dans notre article précédent et nous avons également inclus le schéma fonctionnel ci-dessous pour référence.

Outre le processeur Intel, d’autres composants peuvent être trouvés sur la carte LattePanda Mu, notamment un module de gestion de l’alimentation (MP2964), un flash eMMC KLMG2UCTA-B041, 8 Go de RAM LPDDR5 et une EEPROM Winbond 25Q128.

Solutions de refroidissement

DFRobot propose deux solutions de refroidissement pour le module LattePanda Mu : un dissipateur thermique et un refroidisseur actif.

Dissipateur thermique LattePanda Mu

Le dissipateur thermique utilisé pour le refroidissement passif (c’est-à-dire le système sans ventilateur) mesure 70 x 45,5 x 33 mm et comporte trois vis à ressort pour l’installation sur le module x86. La société affirme qu’un processeur TDP de 6 W fonctionnera jusqu’à 35 °C et une puce TDP de 10 W jusqu’à 35 °C lorsque le dissipateur thermique est installé.

Refroidisseur actif

Le refroidisseur actif combine un dissipateur thermique de 69,6 x 50,4 x 19 mm avec un ventilateur de 4 000 tr/min et 3 vis à ressort pour une installation sur le LattePanda Mu SoM. La société n’a répertorié aucune mesure de performance de refroidissement sur son site Web, mais nous la testerons plus tard.

Installation du système d’exploitation sur le LattePanda Mu

Étant donné que le module LattePanda Mu est alimenté par un processeur Intel N100 avec une architecture x86-64, nous pouvons installer n’importe quel système d’exploitation comme sur un ordinateur normal. Nous testerons l’écran, le clavier et la souris. Nous allons commencer les tests avec la carte support Lite en utilisant un adaptateur USB-C PD au lieu d’un adaptateur 12 V.

Cela signifie que nous pouvons sélectionner n’importe quelle image du système d’exploitation sans personnalisation pour cette carte spécifique. Nous pouvons accéder au BIOS (Aptio Setup) pour afficher les informations de base, comme indiqué dans l’image ci-dessous.

Après avoir défini la date/heure du système, nous avons testé et démarré le système d’exploitation préinstallé sur le flash eMMC. Ce serait Windows 11…

Plus précisément, le système exécute Windows 11 Home 64 bits sur un système doté d’un processeur Intel N100 à 800 MHz (fréquence de base) et de 8 Go de RAM.

Nous avons alors décidé de redémarrer le système et d’installer Proxmox qui pouvait être installé de la même manière que sur n’importe quel autre ordinateur x86.

LattePanda Mu SoM testé avec la Lite Carrier Board

La Lite Carrier Board est dotée des fonctionnalités suivantes :

• Entrée de tension large
  • 15 V jusqu’à 3 A via le port USB Type-C
  • 12 à 20 V jusqu’à 10 A via une prise CC 5,5 × 2,5 mm
• Emplacement PCIe 3.0 x4 (disponible uniquement lors de l’utilisation d’une alimentation 12 V)
• Clé M.2 M 2230 (PCIe 3.0 x1)
• Clé M.2 E 2230 (PCIe 3.0 x1, USB2.0)
• Prise de pile RTC pour pile bouton 3V CR1220
• Prise du ventilateur du processeur
• Connecteurs Gravity 4 broches pour modules UART et I2C
• USB – 2 ports USB 3.2 10 Gbit/s, 2 ports USB 2.0
• Prise Gigabit Ethernet RJ45
• Taille standard de la carte mère intégrée de 3,5 pouces

Nous allons maintenant effectuer quelques tests d’utilisation générale de la Lite Carrier Board avec le module LattePanda Mu, une carte WiFi M.2 et une carte PCIe.

Nous avons installé un module WiFi et Bluetooth Realtek RTL8822CE dans l’emplacement pour clé M.2 B et Windows 11 a automatiquement détecté et installé les pilotes sans que les utilisateurs n’aient à faire quoi que ce soit manuellement.

L’emplacement PCIe Gen 3.0 x4 a été testé avec un adaptateur NVMe vers PCIe équipé d’un SSD WD Black SN770 de 250 Go installé. La première fois après le démarrage, l’appareil n’a pas été détecté. J’ai donc ouvert le manuel en ligne de LattePanda Mu et trouvé un avertissement indiquant que l’utilisation de l’appareil via le slot PCIe nécessite la connexion d’un adaptateur 12 V et qu’il ne fonctionnerait pas avec une alimentation USB-C. J’ai donc éteint la machine et changé la source d’alimentation pour un adaptateur 12V. Le lecteur (disque 1) a été correctement détecté après le redémarrage du système.

Nous avons testé les vitesses de lecture et d’écriture séquentielles du SSD SN770 avec CrystalDiskMark 8.0.5. Le SSD SN770 NVMe prend en charge PCIe 4.0 avec une vitesse de lecture séquentielle allant jusqu’à 4 000 Mbps et une vitesse d’écriture séquentielle allant jusqu’à 2 000 Mbps. Cependant, comme le module LattePanda Mu ne prend en charge que PCIe 3.0 x4, nous ne pourrons pas atteindre ce niveau de performances, mais nous nous en rapprocherons…

CrystalDiskMark 8.0.5 montre que la vitesse de lecture/écriture séquentielle du disque est plutôt bonne (d’après la fiche technique : vitesses de lecture séquentielle de 4 000 MB/s et vitesses d’écriture séquentielle de 2 000 MB/s, vitesses de lecture aléatoire d’IOPS de 470 000 IOPS et vitesses d’écriture aléatoire de 240 000 IOPS) , même s’il est connecté à un slot PCIe 3.0 x4 puisqu’il a une limite théorique de 4 Go/s. L’étape suivante consiste à tester l’installation de Proxmox et le lecteur NVMe (/dev/nvme0n1) est correctement détecté.

Test du LattePanda Mu SoM avec la carte d’évaluation complète

La carte d’évaluation complète est dotée des fonctionnalités suivantes :

• Interfaces E/S avant
  • l’audio
    • Interface microphone 3,5 mm
    • Interface casque 3,5 mm
  • USB
    • 2x USB 2.0
    • 4x USB 3.0
    • 1x port USB 3.0 Type-C avec mode alternatif DisplayPort
  • Série – connecteur RS232 DB9
  • Connectivité – Emplacement pour carte SIM
• Interfaces E/S arrière
  • Sorties vidéo – 2x HDMI 2.0
  • Mise en réseau : ports RJ45 2,5 GbE via des contrôleurs Intel
  • Divers – Bouton d’alimentation
  • Source de courant
    • Prise CC 5,5 × 2,5 mm
    • Fiche de borne à vis
• Emplacements d’extension
  • Emplacement PCIe 3.0×1
  • Emplacement PCIe 3.0 x4 (multiplexé avec les signaux SATA)
  • Emplacement M.2 E Key avec prise en charge de la carte WLAN 2230 (PCIe 3.0 x1, USB 2.0 ; multiplexé avec les signaux du port Ethernet 2 (RJ45_2))
  • Emplacement pour clé M.2 B avec prise en charge de la carte WWAN 3042/3052 4G LTE/5G (USB 3.0, USB 2.0)
  • 2x interfaces SATA 6 Gb/s (multiplexées avec les signaux PCIe 3.0 x4)
• Divers en-têtes, cavaliers et boutons
• Dimensions – 170 x 170 mm (facteur de forme mini-ITX)

Étant donné que la carte pleine fonction est plus grande que la carte Lite, davantage de connecteurs et de ports sont disponibles, notamment deux ports Gigabit Ethernet, deux sorties vidéo HDMI et des emplacements PCIe 3.0 x4 et x1. Certaines interfaces sont multiplexées et configurables via un commutateur DIP comme indiqué dans le tableau ci-dessous.

Nous avons ensuite branché une carte graphique NVIDIA Quadro K620 dans le slot PCIe 3.0 x4. La carte a été reconnue sous Windows 11 et les pilotes ont été installés automatiquement.

Cependant, le système n’a pas réussi à exécuter de tests graphiques et s’est écrasé pour chacun de ceux que nous avons testés. Nous reviendrons sur cela et expliquerons comment cela a été corrigé un peu plus bas.

Testez l’efficacité des systèmes de refroidissement

Le LattePanda Mu est livré avec deux solutions de refroidissement. Nous avons donc essayé les deux en exécutant le programme Cinebench R23 et en vérifiant si le système pouvait fonctionner à des performances optimales en utilisant le programme Core Temp pour surveiller la température du processeur.

La température du processeur sera d’environ 40°C lorsque le système est inactif, que ce soit en utilisant le dissipateur thermique ou le refroidisseur actif.

Exécutons le benchmark multicœur Cinebench R23 pour tester le système avec le dissipateur thermique (refroidissement passif/mode sans ventilateur).

Le programme Core Temp signale que la température du processeur atteint 91° Celsius. Le dissipateur thermique peut donc ne pas convenir aux cas d’utilisation dans lesquels le système fonctionne à 100 % de charge sur de longues périodes.

Passons maintenant au refroidisseur actif et répétons le même test.

Le programme Core temp signale une température du processeur allant jusqu’à 87° Celsius, et généralement entre 84 et 85°C sous charge. Il s’agit d’un ventilateur PWM, il tourne donc lentement sous des charges légères et plus rapidement sous charge. Cette solution de refroidissement est mieux adaptée aux charges de travail qui nécessitent que le système fonctionne à 100 % de la charge CPU sur des périodes prolongées.

Voici les résultats des benchmarks monocœur et multicœur pour référence.

Ces scores sont légèrement inférieurs à ceux des autres mini PC Intel N100 que nous avons testés, notamment en termes de score multicœur.

Benchmark 3Dmark avec Intel iGPU et carte graphique Quadro K620

Nous allons maintenant tester les performances graphiques 3D des cartes graphiques Intel UHD et NVIDIA Quadra K620. Nous avons précédemment mentionné que tous les benchmarks graphiques 3D planteraient avec la carte Quadro K620. C’est parce que nous avons utilisé une alimentation 12 V/3 A et que la carte graphique consomme jusqu’à 45 W de puissance (voir la fiche technique PDF). Cette carte n’aura pas besoin d’être connectée au bloc d’alimentation d’un PC standard puisqu’un emplacement PCIe peut fournir jusqu’à 75 W, mais nous avons utilisé un adaptateur secteur sous-alimenté, ce qui a conduit aux plantages.

Après être passé à une alimentation d’ordinateur avec une sortie de 12 V et capable de produire un courant supérieur à 10 A, les tests graphiques 3D tels que 3DMark pourraient fonctionner correctement.

Le score global est de 775 points pour 3DMark Time Spy avec un score graphique de 692 points et un score CPU de 2 451 points. Alors que l’Intel N100 est un système bas de gamme doté d’un emplacement PCIe 3.0 x4, la carte graphique dispose d’une interface PCI Express 2.0 x16 et les résultats ne sont pas très différents de ceux des systèmes haut de gamme avec des scores graphiques compris entre 694 et 765.

Cela aurait peut-être été une autre histoire avec une carte graphique plus moderne et plus puissante. Comparons le score LattePanda Mu (2 451 points) à d’autres systèmes Intel N100 dont le score se situe entre 1 405 et 2 598 points. La carte LattePanda Mu se situe près du haut de gamme, ce qui signifie que le refroidissement fonctionne bien.

Nous allons maintenant exécuter 3DMark Fire Strike puisqu’il s’agit du test par défaut pour toutes nos critiques Windows. Le LattePanda a obtenu 2 251 points avec la carte graphique Quadro K620 dont 2 513 points pour le score Graphiques et 6 549 points pour le score Physique.

C’est une amélioration par rapport à l’iGPU, mais pas trop, puisque les mini PC MINIX Z100-0dB et GEEKOM Mini Air 12 équipés d’un processeur Intel N100 ont obtenu respectivement 1 125 et 1 188 points dans le même test.

Le score physique repose principalement sur le processeur et le score de 6 549 points du LattePanda Mu est similaire aux scores des autres systèmes Intel N100.

Le score graphique (2 513 points) est à peine inférieur à celui des autres ordinateurs dotés du même GPU Quadro K620 et (parfois) d’un CPU beaucoup plus puissant.

Conclusion

Le système sur module DFRobot LattePanda Mu est proposé avec des cartes de support matérielles open source (KiCad) qui peuvent servir de point de départ aux entreprises souhaitant créer leurs propres cartes de support. Le support et le module peuvent également être utilisés directement pour une gamme d’applications telles qu’un serveur domestique, un mini PC, une passerelle IoT, etc.

La plateforme basse consommation est polyvalente grâce à ses emplacements PCIe Gen x4/x1, son en-tête GPIO avec UART, I2C, etc., et une large gamme de ports. Dans la test Windows 11, nous avons testé avec succès le slot PCIe x4 avec une carte graphique NVIDIA Quadro K620 après avoir sélectionné un bloc d’alimentation approprié et avons également testé les solutions de refroidissement passive et active fournies par DFRobot. Le dissipateur thermique peut créer un système sans ventilateur, mais pour des performances optimales sous de lourdes charges soutenues, le refroidisseur actif est recommandé.

Nous installerons Ubuntu 24.04 dans la deuxième partie de la test LattePanda Mu. Nous exécuterons ensuite quelques tests pour le comparer plus complètement avec d’autres systèmes Alder Lake-N et testerons les en-têtes GPIO avec des interfaces telles que UART et I2C, entre autres tests.

Nous tenons à remercier DFRobot d’avoir envoyé le module LattePanda Mu, les cartes de support et les accessoires pour test. Le module de calcul LattePanda Mu x86 peut être acheté pour 139 $ sur DFRobot, mais la plupart des gens achèteront d’abord un kit complet qui peut être personnalisé, et par exemple, un kit avec le SoM LattePanda Mu, une carte de support pleine fonction, un dissipateur thermique et 19 W. Une alimentation électrique /90A peut être obtenue pour 274,90 $. Alternativement, vous trouverez un kit à 199 $ sur Amazon avec le SoM, la carte support Lite et le refroidisseur actif.

Retrouvez l’histoire de Raspberry Pi dans cette vidéo :