Morrolinux：オープンハードウェアへの険しい道のり ― ARMSoMとRockchip
オープンハードウェアへの長い道のり：ARMSoMとRockchipを試す
プロセッサーからファームウェアに至るまで、すべてのコンポーネントが完全にオープンで、誰でも自由に利用できる「真のオープンハードウェア」は、いまだ実現が難しい目標です。
最近、RockchipのSystem-on-Chip（SoC）プロセッサーを搭載したARMSoM（Banana Pi）のシングルボードコンピューター（SBC）を2種類テストしました。これらのボードは、AIアクセラレーション、IoT接続、組み込みLinuxへの対応をうたっています。
しかし、本当によりオープンなコンピューティング環境への進歩を示しているのでしょうか。
この記事では、これらのボードが提供する機能、オープンハードウェアが依然として発展途上にある理由、そして私たちが今後克服すべき課題について考察します。
テストした製品は？ ハードウェアの概要
今回テストした2つのボードは、どちらもRockchipのSoCを搭載しています。
- ARMSoM Sige5：Rockchip RK3576 SoC、Neural Processing Unit（NPU）、デュアルGigabit Ethernet、Wi-Fi 6、拡張ストレージ用のM.2スロットを搭載しています。
- ARMSoM P2Pro：SBCとマイクロコントローラーの中間に位置するボードで、IoT、オートメーション、産業用途を想定して設計されています。Power over Ethernet（PoE）に対応し、非常に低い消費電力を実現しています。
どちらも非常に高い性能を備えています。しかし、本当に重要なのは「どの程度オープンなのか」という点です。
Rockchipとオープンハードウェアのジレンマ
Rockchipは、Linuxコミュニティでも比較的よく知られているSoCメーカーの一つです。多くの競合メーカーと比較すると、少なくともLinux用のドライバーを提供している点は評価できます。
しかし、ここには問題があります。
- これらのドライバーは、古いベンダー固有のLinuxカーネルのフォークをベースにしています。
- そのままmainline Linuxに組み込めるようには設計されていません。mainline Linuxに対応させる作業はボランティアに委ねられており、コードの大部分を書き直さなければなりません。
つまり、これらのチップで長期的かつ適切にサポートされたLinux環境を実現するのは、非常に困難な道のりになります。
Collaboraのような組織の支援を受けたコミュニティ主導のプロジェクトは、RockchipのドライバーをLinuxのmainlineへ統合するために懸命に取り組んでいます。しかし、その作業は時間がかかり、難しく、しかも一貫性を保つのが容易ではありません。
オープンハードウェアへの長い道のり
これはRockchipだけの問題ではありません。業界全体が抱える、より大きな問題の一つの表れです。
ARMベースのSBCやその他の組み込み機器が真にオープンになるためには、次のような大きな障壁があります。
- 不透明なサプライチェーン：ブートローダーやファームウェアなど、多くの重要なコンポーネントが依然としてプロプライエタリです。
- 短いベンダーサポート期間：メーカーは、持続可能なソフトウェア開発よりも、製品の短期間での世代交代を優先することが少なくありません。
- 真にオープンなSoCの不足：RISC-Vのようなプロジェクトには期待が寄せられていますが、現在の状況を変えるには、まだ初期段階にあります。
Rockchipは一部の競合メーカーよりもオープンな姿勢を見せています。しかし、業界全体として見ると、オープンハードウェアが現実のものになるまでには、まだ長い道のりがあります。
ARMSoM Sige5をテスト：AIアクセラレーション、その代償
Sige5の大きなセールスポイントの一つが、専用NPUによるAI機能です。最大6 TOPS（Trillions of Operations Per Second、1秒あたり数兆回の演算）の処理性能をうたっています。
しかし、よくあることですが、実際の性能はマーケティング上の説明と完全には一致しませんでした。
動作するもの
- MobileNet、ResNet、YOLOv5など、事前に最適化されたモデルを実行する場合、AI推論速度は十分に優れています。
- NPUは電力効率に優れており、同じ処理をCPUやGPUで実行する場合と比べて、はるかに少ない電力で済みます。
問題点
- mainline Linuxに対応していないため、ベンダーが保守するDebianまたはAndroidのイメージを使用せざるを得ません。
- 新しいファームウェアを書き込むにはプロプライエタリなツールが必要です。その一部はWindowsでしか利用できず、初期状態では中国語で表示されます。
- エコシステムが分断されているため、より広範なAI開発ワークフローにこのボードを統合するのが困難です。
可能性は十分にあります。しかし、ソフトウェアとの統合が改善されない限り、実際の利用環境における使いやすさには限界があります。
ARMSoM P2Proをテスト：高い能力を備える一方、中途半端な立ち位置
P2Proは、SBCとマイクロコントローラーを組み合わせた興味深い製品で、IoTやオートメーション向けの仕様になっています。
Power over Ethernet（PoE）、Wi-Fi 6、Bluetooth 5.0に対応しており、このボードが産業用途やネットワーク接続された環境向けに設計されていることは明らかです。
しかし、電力効率に優れている一方で、RAMがわずか512MBしかないため、Linuxをフルに動作させるような処理では苦戦します。
また、リアルタイムオペレーティングシステム（RTOS）にも対応していません。そのため、組み込み開発における選択肢としての魅力も低くなっています。
強力なソフトウェアサポートや明確な開発エコシステムがない現状では、P2Proは扱いの難しい中間的な位置にあります。堅牢なSBCでもなければ、シンプルで使いやすいマイクロコントローラープラットフォームでもありません。
それでも、より充実したドキュメントとmainline Linuxへの対応が実現すれば、P2Proはエッジコンピューティングやスマートオートメーションの分野で独自の地位を築ける可能性があります。
より大きな問題：オープンハードウェアには依然として大きな課題がある
RockchipとARMSoMをめぐる問題は、さらに大きな問題を浮き彫りにしています。
オープンソースソフトウェアは大きく進歩してきましたが、ハードウェアの自由という点では、まだ大きく遅れています。
特に大きな課題として、次のようなものがあります。
- クローズドソースのファームウェアとドライバー： 多くの重要なコンポーネントが、依然としてコミュニティからアクセスできない状態にあります。
- 短いベンダーサポート期間： 適切な長期サポートがなければ、デバイスはすぐに時代遅れになってしまいます。
- 高い開発コスト： オープンハードウェアの代替製品は開発コストが高く、普及させるのも容易ではありません。
オープンハードウェアの代替手段はどこにあるのか？
RISC-VやLibre-SOCのような取り組みは、業界に変化をもたらそうとしています。しかし、これらもまだ初期段階にあります。
現状は次のとおりです。
- 「オープンハードウェア」の大部分は、部分的にしかオープンではありません。
- コミュニティ主導のプロジェクトには、大手メーカーと競争するための資金が不足しています。
- Open Compute Projectのような業界主導の取り組みも、既存の大手企業から抵抗を受けることがあります。
現時点では、Rockchipはより良い選択肢の一つです。しかし、プロプライエタリな設計が依然として支配的な業界においては、それほど大きな意味を持つ評価ではありません。
これからどうなるのか？
オープンハードウェアに向けて本当の意味で前進するには、業界に次のような取り組みが必要です。
- RISC-Vのようなオープンなチップアーキテクチャへのさらなる投資
- ドライバーをmainline Linuxへ統合するための、コミュニティ主導のサポート
- メーカーにオープンなファームウェアを公開するよう促す、より強い働きかけ
それまでは、オープンハードウェアへの道のりは険しいままです。
（それでも、私たちは前進し続けます。）
もっと詳しく知りたい方は、MorrolinuxのYouTubeチャンネルで公開されている、私による完全版レビュー（イタリア語）をご覧ください。
