原创 NXP iMX8 系列产品功耗对比测试

 2020-7-21 15:44  2694 17 17 分类: MCU/ 嵌入式

1). 简介

NXP iMX8系列应用处理器是NXP发布的基于Cortex-A72/A53/A35和Coretex-M4/M7等架构的ARM处理器，其包含了如下多个子系列，本文就选取其中比较有代表性的iMX8、iMX8X以及iMX8M Mini进行简单的功耗对比测试，从功耗角度给大家为项目选择具体iMX8产品系列做参考。

请注意由于目前iMX8系列产品软硬件还没有进入到最终稳定状态，本文测试数据仅限于当下状态供参考，后续软硬件优化后可能还会存在差异。

本文所演示的iMX8系列ARM平台来自于Toradex ARM嵌入式平台，为了尽量减少外设对功耗的干扰，使用的都是精简的载板（除了iMX8MM平台手里暂时还没有精简载板），尽管如此，本文测试的还是包含了ARM计算机模块和载板一起的功耗数据，因此会比实际模块的功耗略大一些。

./ iMX8QM平台 - Apalis iMX8QM 4GB WB IT ARM核心版配合Ioxra 载板，基于NXP iMX8QuadMax处理器，支持2x Cortex-A72+4x Cortex-A53 CPU，2x GC7000 XSVX GPU(高至128GFLOPS每核心)。

./iMX8QP平台 - Apalis iMX8QP 2GB WB IT ARM 核心板配合 Ixora 载板，基于NXP iMX8QuadPlus处理器，支持1x Cortex-A72+4x Cortex-A53 CPU，2x GC7000Lite XSVX GPU(高至80GFLOPS每核心)。

./iMX8X平台 - Colibri iMX8QXP 2GB WB IT ARM 核心板配合Iris 载板，基于NXP iMX8QuandXPlus处理器，支持4x Cortex-A35，1x GC7000Lite GPU(高至64GFLOPS每核心)。

./iMX8MM平台 - Verdin iMX8MM Quad 2GB WB IT ARM 核心板配合Verdin Development Board载板，基于NXP iMX8M Mini Quad处理器，支持4x Cortex-A53，1x GCNanoUltra GPU(高至6.4GFLOPS每核心)。

2). 准备

a). 硬件连接

不同测试平台通过数字直流稳压电源（Rek – PS-303DM+）进行供电，外设连接调试串口；iMX8QM、iMX8QP和iMX8MM平台连接HDMI显示器，iMX8X平台连接VGA显示器。

b). 测试软件：

./ 全部平台模块安装Toradex V3.0b4 Ycoto Console Linux BSP Image, 基于Linux Kernel 4.14.170内核版本

./ CPU 负载通过BSP自带的stress工具来实现

./ GPU负载通过Ycoto环境编译的glmark2工具来实现，编译好的glmark2 ipk软件包复制到平台Linux下通过“opkg install”命令安装

c). 测试流程

./ 平台上电，进入Linux系统后不进行任何加载，测试系统idle状态直流电源的电流值和电压值得出功耗数据

./ 执行下面命令将CPU负载加至满负荷，观察记录直流电源的电流值和电压值得出功耗数据

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$ stress -c 核心数>

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./ 在上面CPU满载的基础上，通过下面Linux shell脚本来启动8个进程glmark2应用实现GPU压力负载，然后观察记录直流电源的电流值和电压值得出功耗数据

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#!/bin/sh

for ((i=0;i<8;i++));

glmark2-es2-wayland --run-forever --fullscreen > /dev/null 2<&1 &

done

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3). 测试结果

a). 由于功耗和温度是成正相关的，因此在不同温度下功耗会有一定的差异，同时GPU架构的特点也使其表现去运行时功耗的不稳定性，结合文初提到的软硬件成熟度，功耗的测试数据在不同场景和状态下难免会有差异，因此建议本文数据仅作为横向对比参考，不建议作为实际散热设计的直接依据。

b). 每个平台测试数据

./ iMX8QM平台

	电流（A）	电压（V）	功率（W）
Idle状态	0.45	12.1	5.445
CPU 满负荷状态	0.74 – 0.95	12.1	8.954 – 11.495
CPU+GPU 满负荷状态	1.2 – 1.4	12.1	14.52 – 16.94

./ iMX8QP台

	电流（A）	电压（V）	功率（W）
Idle状态	0.44	12.1	5.324
CPU 满负荷状态	0.65 – 0.8	12.1	7.865 – 9.68
CPU+GPU 满负荷状态	0.92 – 1.1	12.1	11.132 – 13.31

./ iMX8X平台

	电流（A）	电压（V）	功率（W）
Idle状态	0.24	12.1	2.904
CPU 满负荷状态	0.32	12.1	3.872
CPU+GPU 满负荷状态	0.43 – 0.57	12.1	5.203 – 6.897

./ iMX8MM平台

	电流（A）	电压（V）	功率（W）
Idle状态	0.33	12	3.96
CPU 满负荷状态	0.42	12	5.04
CPU+GPU 满负荷状态	0.47	12	5.64

c). 测试平台功耗横向对比，这里只对比测试出的最大功耗数据

	iMX8QM平台	iMX8QP平台	iMX8X平台	iMX8MM平台
Idle状态功率（W）	5.445	5.324	2.904	3.96
CPU 满负荷状态功率（W）	11.495	9.68	3.872	5.04
CPU+GPU 满负荷状态功率（W）	16.94	13.31	6.897	5.64

4). 总结

本文测试了NXP iMX8产品系列的功耗参考数据，可以看出iMX8QM/QP性能强劲但是相应的功耗也比较大，iMX8X系列功耗和性能取得了不错的平衡，而iMX8MM系列相对来说CPU性能尚佳，GPU则比较弱了。最后再次强调，由于功耗数据受软硬件成熟度、温度、外设、测试设备和条件等众多因素影响，本文测试数据仅供横向对比参考。