Đột phá Resizable BAR trên Raspberry Pi 5 mở khóa tiềm năng cho GPU Intel

Đối với những người đam mê công nghệ đang đẩy ranh giới của máy tính bo mạch đơn, Raspberry Pi 5 đã trở thành một nền tảng bất ngờ cho thử nghiệm GPU ngoài. Bước đột phá gần đây trong hỗ trợ Resizable BAR đánh dấu một cột mốc quan trọng, đặc biệt là đối với card đồ họa Intel Arc, mặc dù việc triển khai cho thấy cả sự khéo léo của cộng đồng và những hạn chế phần cứng mà họ đang vượt qua.

Một không gian làm việc với card đồ họa mạnh mẽ, nổi bật thử nghiệm với GPU ngoài trên các máy tính đơn bo mạch như Raspberry Pi

Thách thức Resizable BAR trên hệ thống ARM

Cộng đồng phát hiện ra rằng trong khi Raspberry Pi OS về lý thuyết nên hỗ trợ Resizable BAR theo mặc định, các trình điều khiển Xe của Intel lại gặp phải những lỗi khó chịu khi cố gắng thay đổi kích thước vượt quá giới hạn mặc định 256MB. Một bình luận viên đã lưu ý bối cảnh rộng hơn của vấn đề này trên các hệ thống ARM, tuyên bố:

Rất nhiều SoC ARM & SBC có kích thước bản đồ bộ nhớ PCIe nhỏ một cách vô lý. Nhìn anh đây này, RK3399, nó là bao nhiêu, 64MB à? Thậm chí còn không đủ cho một số NIC.

Nhận xét này làm nổi bật việc những hạn chế của Raspberry Pi là một phần của một mô hình rộng hơn trong hệ sinh thái SBC ARM, nơi ánh xạ bộ nhớ PCIe thường bị coi là yếu tố phụ so với các hệ thống x86 với các triển khai BIOS/UEFI hoàn thiện hơn.

Giải pháp kỹ thuật và sự khéo léo của cộng đồng

Giải pháp đã xuất hiện thông qua việc gỡ lỗi hợp tác giữa các nhà phát triển Raspberry Pi OS và cộng đồng rộng lớn hơn. Không giống như các máy tính truyền thống, nơi Resizable BAR có thể được kích hoạt thông qua cài đặt BIOS, Pi yêu cầu một cách tiếp cận thực hành hơn liên quan đến các tham số kernel, việc gỡ liên kết cầu PCIe thủ công và cấu hình chính xác kích thước BAR.

Quy trình bao gồm việc thiết lập kích thước BAR chính xác thông qua cả tham số kernel và chỉnh sửa tệp hệ thống thủ công, sau đó tạo các tập lệnh tùy chỉnh và dịch vụ systemd để tự động hóa việc thay đổi kích thước trên mỗi lần khởi động. Mức độ phức tạp kỹ thuật này cho thấy sự phát triển theo hướng cộng đồng đang lấp đầy những khoảng trống mà sự hỗ trợ chính thức chưa giải quyết.

Các Bước Cấu Hình Bắt Buộc

1. Đưa driver Xe vào danh sách đen trong /etc/modprobe.d/raspi-blacklist.conf
2. Thêm xe.vram_bar_size=8192 vào /boot/firmware/cmdline.txt
3. Tạo script thay đổi kích thước thủ công hoặc dịch vụ systemd
4. Khởi động lại và thăm dò driver Xe theo cách thủ công
5. Theo dõi dmesg để kiểm tra quá trình khởi tạo thành công

Khả năng tương thích và hạn chế phần cứng

Thảo luận trong các bình luận đã tiết lộ những ràng buộc phần cứng thú vị, đặc biệt là mối quan hệ giữa kích thước BAR và tài nguyên hệ thống có sẵn. Khi một người dùng cố gắng định cấu hình BAR 16GB trên một mẫu Raspberry Pi 16GB, họ gặp phải lỗi no space left on device, cho thấy rằng kích thước BAR có thể bị giới hạn bởi khả năng có sẵn của RAM vật lý hơn là chỉ dung lượng VRAM của GPU.

Một thông tin kỹ thuật khác xuất hiện về lý do tại sao một card VRAM 12GB lại yêu cầu BAR 16GB: Độ dài của các BAR phải là lũy thừa của hai. Điều này giải thích cho các yêu cầu có vẻ như quá khổ và làm nổi bật các ràng buộc kiến trúc thúc đẩy các yêu cầu kích thước cụ thể này.

Bảng Ánh Xạ Kích Thước Resizable BAR

Hệ sinh thái eGPU rộng lớn hơn trên Raspberry Pi

Mặc dù trọng tâm là vào GPU Intel, các bình luận chỉ ra rằng eGPU AMD đã đạt được độ ổn định cao hơn trên nền tảng Pi, với các bản vá đơn giản hơn và có nhiều khả năng được hợp nhất vào kernel chính. Sự chênh lệch này cho thấy các kiến trúc GPU khác nhau trình bày những thách thức độc đáo khi thích ứng với các ràng buộc phần cứng của Pi.

Tiến bộ của cộng đồng đại diện cho những bước đi quan trọng hướng tới việc biến Raspberry Pi thành một nền tảng khả thi cho các khối lượng công việc được tăng tốc bằng GPU, từ học máy đến kết xuất đồ họa, mặc dù yêu cầu hiện tại về việc xây dựng kernel tùy chỉnh và cấu hình thủ công có nghĩa là khả năng này hiện vẫn nằm trong phạm vi dành cho những người đam mê.

Lưu ý về tương thích GPU

• Intel Arc A750: Yêu cầu BAR 8GB, sử dụng chức năng PCIe 02:04.0
• Intel Arc B580: Yêu cầu BAR 16GB (nhưng có thể gặp hạn chế về RAM), sử dụng chức năng PCIe 02:02.0
• GPU AMD: Được báo cáo là ổn định hơn với các bản vá kernel đơn giản hơn
• BAR mặc định của Pi: 256MB (không đủ cho khối lượng công việc GPU hiện đại)

Ý nghĩa tương lai và động lực cộng đồng

Công việc phát triển đang diễn ra, bao gồm cả việc thử nghiệm các pull request kết hợp các bản vá Linux upstream, cho thấy rằng việc hỗ trợ Resizable BAR cuối cùng có thể trở nên hợp lý hóa hơn. Tuy nhiên, tình trạng hiện tại yêu cầu người dùng cẩn thận quản lý cấu hình của họ, đặc biệt là khi chuyển đổi giữa các thương hiệu GPU khác nhau hoặc không sử dụng eGPU thường xuyên.

Sự kiên trì của cộng đồng trong việc giải quyết những thách thức tích hợp phần cứng phức tạp này cho thấy sự tiến hóa của Raspberry Pi từ một công cụ giáo dục thành một nền tảng có khả năng hỗ trợ các thiết bị ngoại vi máy tính hiệu suất cao, mặc dù cần nỗ lực đáng kể theo hướng cộng đồng để mọi thứ hoạt động trơn tru với nhau.

Resizable BAR : Một tính năng PCI Express cho phép CPU truy cập toàn bộ bộ nhớ GPU cùng một lúc, thay vì từng phần nhỏ 256MB, cải thiện hiệu suất bằng cách giảm chi phí chuyển dữ liệu.

Tham khảo: Hỗ trợ Resizeable BAR trên Raspberry Pi