요약
8달러짜리 RISC-V 보드 Ox64에 리눅스를 올리는 과정의 첫 단계를 기록한 글입니다.
1인 게임 스튜디오를 운영하는 브람 스톨크가 2022년 12월 개발 일지에 쓴 연재의 1부입니다. 파인64가 만든 Ox64는 마이크로컨트롤러처럼 생겼지만 MMU(메모리 관리 장치)를 갖춰 온전한 리눅스를 돌릴 수 있다는 점에 끌려 직접 도전했습니다.
왜 중요한가
- 8달러면 기능을 덜어 낸 축소판이 아닌 온전한 리눅스를 돌리는 RISC-V 컴퓨터를 살 수 있다는 점을 보여 줍니다.
- 다만 부팅 메시지 한 줄을 보기까지 여섯 가지 장애물을 넘어야 했을 만큼 개발 도구는 아직 거칩니다.
핵심 내용
- Ox64는 메모리 128MB에 서로 다른 RISC-V 코어 3개를 갖췄지만, 당시엔 이더넷·와이파이·SD 카드가 작동하지 않았습니다.
- USB로는 프로그램을 올릴 수 없어 GPIO14·15번의 UART(직렬 통신) 핀으로 연결해야 했습니다.
- 아마존에서 산 CH340G 직렬 변환기는 끝내 연결되지 않아, 갖고 있던 KB2040 보드에 picoprobe 펌웨어를 올려 대신 썼습니다.
- 공식 도구 BLDevCube는 우분투 Wayland 환경에서 바로 죽었고, Xorg로 바꿔도 보드에 펌웨어를 쓰지 못했습니다.
- 결국 bflb-mcu-tool을 고쳐 첫 코어용 펌웨어를 올렸고, 나머지 코어와 운영체제 설치는 2부로 넘겼습니다.
HN 반응
- 오래된 공유기나 안드로이드 TV 박스가 더 싸다는 지적이 나왔고, 이 보드의 장점은 작은 크기와 GPIO라는 의견이 뒤따랐습니다.
- 한때 5달러였던 Raspberry Pi Zero를 떠올리는 댓글이 많았고, 요즘은 램값 탓에 Raspberry Pi 5 가격이 크게 올랐다는 하소연이 이어졌습니다.
10년도 더 전에 살 수 있던 제일 싼 리눅스 기기들을 돌아보는 게 참 좋아요. 사람들이 아이들용 기기나 공유기 같은 걸 사서 용도를 바꿔 썼잖아요. 셸을 따거나 리눅스를 플래시할 수 있을 만큼은 열려 있어서, 그걸로 이런저런 프로젝트를 시작할 수 있었으니까요.
2020년대 즈음, 아니면 그보다 조금 전부터 충분히 쓸 만한 저가 전용 MCU가 잔뜩 나왔고, 그 때문에 정식 리눅스가 받던 관심이 좀 줄어들었다고 봐요. 그래도 ESP32 계열 같은 데서 리눅스를 돌리는 프로젝트는 여전히 있고요.
어느 쪽이든 하드웨어 해킹은 지금도 제가 제일 좋아하는 구경거리예요.
한동안은, 아니 지금도 그렇다고 생각하는데, USB 포트와 와이파이, 전원 어댑터까지 갖춘 가장 싼 리눅스 기기는 알리익스프레스 같은 곳에서 엄청 팔리는 록칩(Rockchip) CPU 기반 안드로이드 TV 박스입니다. 이런 박스에 메인라인에 꽤 가까운 리눅스 배포판을 올린 사람들도 있었습니다. 지금은 전부 더 비싼 쪽으로 넘어갔죠(RAM 8GB에 필요 이상으로 많은 코어를 달고요). 하지만 몇 년 전 제품을 찾아보면 RAM 1GB나 2GB에 eMMC 저장소가 조금 달리고, 성능은 라즈베리 파이 3 정도인 쿼드코어 ARM CPU 제품이 있습니다. 요즘 나오는 리눅스 마이크로컨트롤러급 보드들과 달리 배럴 잭 전원 입력, HDMI 영상 출력, 와이파이, USB 포트, 오디오 출력에 멀쩡한 케이스까지 딸려 옵니다. 대신 보통은 GPIO가 밖으로 나와 있지 않습니다. 한때는 24달러 정도에 구할 수 있었습니다. GPIO가 필요 없고 키보드, 마우스, 모니터를 연결해서 쓰려는 사람에게는 임베디드용 개발 보드를 파는 SBC 시장보다 이쪽이 더 나은 선택인 경우가 많다고 봅니다. 열심히 찾아보면 지금도 구할 수 있을 겁니다.
언젠가는 저렴한 록칩 휴대용 게임기에 리눅스를 올려서 프로젝트를 하나 해볼 생각입니다. 이미 많은 기기가 rocknix 빌드를 지원합니다. 레트로 게임에 맞춘 OS인데, 최신 메인라인 커널을 씁니다. 이런 기기 상당수는 50달러 미만에 구할 수 있고, SD카드로 부팅하며, 와이파이와 블루투스도 있습니다.
저는 그, 에헴, IPTV 용도로 쓰는 기종이 있는데, 설계 변경이나 업그레이드가 전혀 없었는데도 지난 몇 년 새 가격이 50%나 뛰었어요 ㅠㅠ
제 친구는 희한한 RISC-V 보드 여러 개에 정식 리눅스를 올렸어요. https://github.com/queenkjuul/milkv-duo-ubuntu
Milk-V Duo는 꽤 인기 있는 RISC-V 보드입니다. 주류에 속하면서 값도 싼 RISC-V 보드 중 하나예요. 저희는 RISC-V 기계어 독서 모임을 했는데, 처음에 이 보드를 썼습니다. 이 보드에는 RVV 초안에 확장을 얹어 만든, 정말 엉망진창인 자체 벡터 명령어까지 있어요. gcc에도 이걸 위한 전용 아키텍처 지정자가 있습니다(xtheadvector, 예: -march=rv64gc_xtheadvector).
Jupiter 2는 표준 RVV를 지원하지만, 비표준 행렬 명령어를 갖춘 AI용 코어도 따로 들어 있습니다...
최신 ESP32 S31은 MMU 리눅스를 돌릴 수 있고 이더넷 포트와 다른 무선 시스템도 지원합니다 [1].
글에 나온 보드는 라즈베리 파이의 최소 구성판 같은 물건인데, 가격이 20달러밖에 안 해서 일반 라즈베리 파이 가격의 일부에 불과합니다.
같은 ESP32에 센서, 디스플레이 등을 모두 갖춘 더 완성도 높은 임베디드 시스템은 80달러로, 정말 싸게 구하는 셈입니다 [2].
[1] The ESP32 S31 Runs Linux:
https://www.i-programmer.info/news/91-hardware/19197-the-esp32-s31-runs-linux.html
[2] ESP-Mosaico centers dual-core RISC-V ESP32-S31 around a 2.16-inch square AMOLED:
https://linuxgizmos.com/updated-esp-mosaico-centers-dual-core-risc-v-esp32-s31-around-a-2-16-inch-square-amoled/
라즈베리 파이 제로는 재단이 값을 올리기 전에는 5달러에 팔렸어요.
그렇게 쌀 때는 마이크로센터에 갈 때마다 하나씩 집어 왔어요. 언젠가 쓸 데가 생길 것 같았고, 설령 내가 못 쓰더라도 누군가는 필요로 할 거라고 생각했거든요. 좋은 시절이었죠.
파이 데이(Pi day)에 3.14달러에 팔던 때가 그리워요.
요즘은 몇몇 모델이 314달러까지 할인되면 운이 좋은 거겠죠.
공평하게 말하자면, 지금도 마이크로 센터에 가서 10달러에 살 수 있는 파이 제로와 16GB 파이 5를 비교하고 계신데, 16GB 모델 가격이 3배나 뛴 건 거의 전적으로 RAM 때문입니다. 8GB 파이 5는 175달러에 살 수 있으니 16GB 모델 가격의 절반도 안 됩니다. 이것도 제일 가까운 마이크로 센터의 재고 가격 기준이고요.
참고로 재고가 있는 가장 싼 16GB LPDDR4 DIMM(파이 5에 쓰는 4X가 아니라 그냥 4입니다)이 150달러가 넘는데, 이는 제가 몇 년 전에 데스크톱용 DDR4 64GB를 산 가격과 비슷합니다.
맞아요. 저도 예전에 8GB 파이 4를 50달러 남짓에 샀던 것 같아요.
피코 가격이 예전 제로 가격이고, 4GB/8GB 파이 5는 RAM에 따라 110달러에서 185달러인데, 파이 4는 같은 RAM 기준으로 55달러에서 75달러였던 걸로 기억해요.
DDR3에서 DDR4로 넘어갈 때와 비슷하거나 더 심한 상황이라 놀랄 일은 아닌데, 그래도 어느 정도는 허를 찔렸어요.
그렇긴 한데, 제품에 넣어서 팔 목적이 아니라면 4달러에서 10달러로 오르는 건 80달러에서 200달러로 오르는 것보다 훨씬 덜 아픕니다. 취미 프로젝트용으로 파이 제로 한두 개를 사는 건 개당 6달러 정도 오른다고 해서 마음이 바뀌지 않겠지만, 개당 120달러가 오른다면 다른 플랫폼을 고려할 수도 있습니다.
다행히 저는 예전(취미가 아닌) 프로젝트에서 쓰고 남은 파이 3, 4, 5가 선반에 쌓여 있습니다. 죄스러울 만큼 놀리고 있죠. 16GB는 없지만 8GB는 여러 개 있고, 파이로 하고 싶은 일은 대부분 8GB면 충분합니다.
파이 제로 1.3은 10달러인데, 제가 찾아본 곳 중에는 재고가 있는 곳이 없습니다.
저도요! 휴지 한 롤 더 사놓는 기분이었어요
저는 지금도 재고가 있으면 그렇게 해요. 15달러짜리 Zero 2W도 여전히 쓸모가 있거든요.
5달러짜리 제로는 한 번도 흑자였던 적이 없어요. 에릭 슈미트에게 자문을 구해서, 핵심 하드웨어는 손해를 보고 팔고 액세서리와 번들 판매로 만회하라는 조언을 따랐다고 보도됐던 걸로 기억해요. 그게 자기네 사업에는 맞지 않았는데도 그냥 했다는 거죠. 그래서 1인당 1개로 제한했던 거고, 파이 제로와 피코에 구매 제한이 없는, 더 비싸거나 제값을 받는 "WH" 변형 모델이 있는 것도 같은 이유예요.
그분이 지금 하는 킬러 드론 사업에도 이 모델을 쓰는지 궁금하네요.
공평하게 말하자면 그건 10년도 더 전 얘기고, 그동안 모든 물가가 크게 올랐잖아요.
맞아요, 출시가 거의 15년 전(2012년 2월)이니까 7분의 1세기가 넘었죠. 지금쯤이면 중3이나 고1일 거예요.
시간 단위가 좀 거창하네요, ㅋㅋ
그 시간 동안 지구는 약 140억 킬로미터를 이동했어요. 미국 분들을 위해 말하자면, 풋볼 경기장 1,267억 개 길이예요.
개인적으로는 SG2002 기반 LicheeRV nano가 15~20달러를 들일 만하다고 생각합니다.
이 보드는 USB OTG와 쓸 만한 GPIO가 여러 개 있고, microSD로 플래시할 수 있으며, 터치를 지원하는 디스플레이 출력도 있습니다.
저는 Rust / Slint로 아이팟 나노 복제품[1]을 만들던 중이었는데, 한동안 너무 바빴습니다. 그래도 나중에 다시 하려고 합니다. 안타깝게도 sg2002 이미지에는 아직 CPU 거버너가 없습니다.
전력을 아끼려고 커스텀 PCB를 쓰는 tinyembedded dual로 갈아탈지도 모르겠습니다[2].
1: https://github.com/nanowave-player/nanowave-ui
2: https://github.com/yuansco/TinyEmbedded-Dual/
여러 해가 걸렸지만 Sophgo가 드라이버를 많이 메인라인 커널에 넣었고, 그 점은 높이 평가합니다.
안타깝지만 제가 아는 한 LicheeRV Nano용 "공식" buildroot 이미지 중에 5.x보다 높은 커널을 지원하는 건 없습니다. 7.x가 되면 많은 기능을 네이티브로 지원할 테니 CPU 거버너도 아마 생기겠죠.
게다가 포함해야 하는 독점 부트로더 블롭도 여전히 있습니다. 그래도 저는 이 기기와 하드웨어가 마음에 듭니다... 문서가 더 좋았으면 하는 아쉬움은 있지만요.
모범 사례를 좀 써 두긴 했는데 아직 빠진 게 많습니다: https://github.com/scpcom/LicheeSG-Nano-Build/blob/develop/best-practice.md
더 새로운 프로젝트가 이쪽에서는 더 잘될지도 모르겠습니다: https://github.com/lone0/buildroot-external-licheervnano
네, 공식 이미지는 없습니다. 저는 개인용으로 만든 게 있습니다: https://github.com/queenkjuul/milkv-duo-ubuntu
다만 범용으로 만든 건 아닙니다.
그리고 가장 큰 걸림돌인 Sophgo의 이상한 "미디어 엔진"도 지원하지 않지만, 코드가 도움이 될 수도 있습니다.
제가 이걸 공개한 뒤로 업데이트도 있었고요.
오픈소스 부트로더 블롭을 만든 사람이 어딘가에 있습니다. milk-v 포럼에서 본 것 같은데 링크가 기억나지 않네요.
TV로 미디어를 재생할 용도라면 낡은 공유기나 안드로이드 기기를 더 싸게 살 수 있습니다. 그러니 여기서 핵심 매력은 싸다는 점이 아니라 작고 GPIO가 편리하다는 점입니다.
이걸 신용카드 크기로 만들고 화면까지 내장한 걸 원해요.
CYD[1] 같은 거요? 아니면 정말 가로, 세로, 두께까지 신용카드 크기를 말씀하시는 건가요?
1: https://esp32s.com/wiki/cyd-28-esp32/