Ubuntu ARM: Juhend ARM-arhitektuuri, paigalduse ja tõhusate rakenduste kohta

1. Mis on ARM-arhitektuur?

Mis on ARM?

ARM-arhitektuur põhineb RISC-il (Reduced Instruction Set Computing), mis on protsessoridisaini lähenemine väiksema käsukogumiga, et saavutada tõhus töötlus madala energiatarbimisega. Seetõttu sobib ARM eriti hästi mobiilseadmetele ja IoT-seadmetele. Võrdluseks: x86-arhitektuur kasutab CISC-i (Complex Instruction Set Computing), mis suudab käidelda keerukamaid käske ja sobib paremini lauaarvutitele või serveritele.

ARM-i omadused ja eelised

Madal energiatarve: ARM-protsessorid on väga energiatõhusad, muutes need ideaalseks akutoitel seadmetele. Neid kasutatakse laialdaselt energiatõhusates seadmetes, nagu Raspberry Pi või nutitelefonid.
Hea hinnaklass: ARM-kiipe saab toota soodsalt, aidates hoida seadmete kogumaksumust madalana.
Hea laiendatavus: ARM sobib erinevatele seadmetele alates väikestest, näiteks Raspberry Pi, kuni serverikasutusteni nagu AWS Graviton.

ARM ja Ubuntu sobivus

Ubuntu, kui avatud lähtekoodiga Linuxi distributsioon, pakub ARM-arhitektuurile hästi kohandatud keskkonda. ARM-protsessoriga süsteemid on kerged ja tõhusad, sobides ideaalselt IoT- või pilverakendusteks. Eriti on ARM-i kasutamine levinud AWS Graviton-protsessoritel ja Raspberry Pi-l.

2. Ubuntu ARM-i paigaldamine

Vajalikud ettevalmistused

Ubuntu paigaldamiseks ARM-seadmele tuleb laadida Ubuntu ARM64 versioon ametlikult veebilehelt ning luua USB-draivi või SD-kaardiga paigaldusmeedia. Vali seadmele sobiv versioon ning kasuta tööriistu nagu Raspberry Pi Imager või Etcher – see muudab protsessi lihtsaks.

Paigaldusjuhised

Ubuntu allalaadimine: Laadi Ubuntu ametlikult lehelt alla ARM64 kujutis (image).
Meedia loomine: Loo USB-draivile või SD-kaardile paigaldusmeedia. Kasuta näiteks Etcherit kujutise kirjutamiseks.
Seadme käivitamine: Sisesta meedia ja käivita seade – installer käivitub automaatselt.
Paigaldamine: Järgi installeris keele-, klaviatuuri- ja partitsiooniseadeid.

Jaapani keele tugi

Kui soovid kasutada jaapani keelt, paigalda keelepakett ning seadista lokaadid järgmiste käskudega:

sudo apt update
sudo apt install language-pack-ja
sudo update-locale LANG=ja_JP.UTF-8
sudo reboot

3. Töölaud ja jaapani keele seadistus

Töölauakeskkonna paigaldamine

Kui soovid kasutada GUI-d, saad paigaldada Ubuntu Desktopi. Kasuta järgmist käsku ning pärast taaskäivitust ilmub GUI-sisselogimisaken.

sudo apt install ubuntu-desktop -y

Taaskäivituse järel on töölauakeskkond kasutusvalmis.

4. Arendustööriistade seadistamine ARM-il

Arendustööriistade paigaldamine

Ubuntu ARM toetab lihtsalt erinevate arendustööriistade paigaldamist, nagu GCC kompilaator või Python.

GCC kompilaatori paigaldamine

ARM-i jaoks mõeldud GCC kompilaatori paigaldamiseks kasuta:

sudo apt install gcc-arm-linux-gnueabihf

See võimaldab ka ristsihtimist (cross-compiling).

Pythoni seadistamine

Pythoni arenduskeskkonna seadistamiseks kasuta:

sudo apt install python3

Nüüd saad ARM-seadmel skripte arendada.

5. Ubuntu ARM kasutusnäited

Kasutus IoT-seadmetes

Ubuntu ARM-i saab paigaldada Raspberry Pi-le ja kasutada seda näiteks andurite haldamiseks või IoT-väravana. Madal energiatarve ja efektiivsus sobivad reaalajas andmetöötluseks ning võrgu optimeerimiseks.

Kasutus pilves

AWS Graviton kasutab ARM-arhitektuuri ja töötab Ubuntu ARM-iga väga hästi. See aitab vähendada nii kulusid kui energiatarvet – ideaalne lahendus pilvearvutuse jaoks.

6. Jõudluse ja energiatarbimise võrdlus

ARM vs x86

ARM-arhitektuur paistab silma madala energiatarbimisega. x86 pakub küll suuremat jõudlust, kuid tarbib rohkem energiat, mistõttu sobib ARM eriti hästi pilve- ja edge-seadmetesse. Näiteks Raspberry Pi on ideaalne pikaajaliseks tööks ja IoT rakendusteks.

Energiatarve ja jõudlus

ARM-protsessorite energiatarve on võrreldes samaväärse x86-protsessoriga väga madal, pakkudes pidevat jõudlust ja energiatõhusust – see on oluline pilveserverite ja edge-seadmete puhul. AWS Gravitoni näitel on saavutatud kuni 40% kulude kokkuhoidu võrreldes traditsiooniliste x86-serveritega.

7. Tõrkeotsing ja levinumad probleemid

Levinud paigaldusprobleemid

Graafikaprobleemid: Eriti Raspberry Pi puhul võib Ubuntu 24.04 paigaldamisel ilmneda graafikavead. Vahel aitab config.txt muutmine PCIe kiiruse reguleerimiseks, kuid see ei pruugi alati lõplikult aidata.
Võrgu seadistamise probleemid: Kui tekivad Wi-Fi või staatilise IP seadistamise probleemid, tuleb võrguseaded käsitsi üle vaadata. Kasuta ifconfig-käsku konfiguratsiooni kontrollimiseks ja vajadusel muuda seadistuse faile.

Andmekandjate ühilduvus

Kui paigaldad süsteemi USB SSD või NVMe-le, võib tekkida ühilduvusprobleeme. Sellisel juhul proovi teist andmekandjat või muuda config.txt-is andmekandjate seadeid.

8. Kokkuvõte ja tulevik

ARM-i ja Ubuntu kombinatsioon on kiiresti laienev nii IoT kui pilvearvutuse valdkonnas, pakkudes odavaid ja tõhusaid lahendusi. Edaspidi kasutavad üha enam seadmeid ja teenuseid ARM-i, aidates kaasa kestliku IT-keskkonna loomisele.

9. Korduma kippuvad küsimused (KKK)

K: Millistel seadmetel saab Ubuntu ARM-i kasutada?
V: Ubuntu ARM sobib Raspberry Pi 4 ja uuematele mudelitele, NVIDIA Jetsonile, AWS Graviton-protsessorile jt. Sõltuvalt seadmest saad valida Desktop- või Server-versiooni.

K: Mis siis, kui paigaldamisel tekib viga?
V: Tüüpilised vead on seotud graafika või andmekandjate ühilduvusega. Vahel aitab config.txt muutmine PCIe kiiruse jaoks või teise andmekandja (USB, SD-kaart jne) kasutamine. Võrgu seadistusprobleemide korral seadista käsitsi IP või Wi-Fi.

K: Milleks Ubuntu ARM kõige paremini sobib?
V: Ubuntu ARM sobib kõige paremini IoT ja pilverakenduste jaoks, kus on oluline madal energiatarve. See sobib hästi väikese serverina Raspberry Pi-l või pilvekeskkonnas nagu AWS Graviton. Ideaalne edge-arvutuseks või reaalajas andmetöötluseks.

K: Milliseid arendustööriistu saab Ubuntu ARM-is kasutada?
V: Ubuntu ARM toetab laialt levinud arendustööriistu nagu GCC kompilaator, Python, Node.js, Docker, Kubernetes jt. Sobib hästi IoT projektideks ja serverihalduseks ning võimaldab lihtsat ristsihtimist ja pilverakenduste arendust.