[開箱] 信用卡大小的DFI ALF51 1.8吋SBC動手玩

[wolflsi (港都狼仔)]

狼窩好讀版：
https://wolflsi.pixnet.net/blog/post/69580772

專門研發工業解決方案的DFI友通，於近日發表一款僅有信用卡大小，採用Intel Atom
x86處理器的1.8吋工業級主機板ALF51，採用業界標準Femto-ITX，尺寸大小為84x55mm，
只有2.5吋Pico-ITX規格的65%、3.5吋SBC規格的30%，更與標準版Raspberry Pi(樹莓派)
的85.6x56.5mm十分相近，有如工業電腦版Raspberry Pi(工業Pi，Industrial Pi)，公規
設計有助於開發設備時使用統一的鎖點與預留空間，在工業設備或顯示器中，輕薄精巧的
ALF51只需佔用一小塊空間，更容易實現工業自動化

ALF51專為工業應用量身打造，採用14nm製程Goldmont架構Intel Atom E3900系列處理器
，處理能力增進30%，平均9W TDP，主打高能源成本效益，電源輸入採用工業電腦常見的2
端點連接器(2 Pin Terminal Block)，只需要單一12V電源輸入即可運作，超低功耗的無
風扇散熱設計，在0~60°C寬溫度範圍(可選購-20~70°C或-40~85°C)下可長時間持續穩
定運作，良好穩定性和可靠性相當適合工業級應用

ALF51採用貨真價實的原生x86指令集架構，可執行標準x86 Windows、Linux作業系統及應
用程式(Raspberry pi與Jetson nano只能支援Linux及Windows On Arm)，對入門者或被
Windows系統綑綁的開發者們極為友善，降低開發門檻同時擁有最大開發彈性，對原本採
用x86架構並搭配Windows系統的嵌入式工控電腦設備，可直接使用原本的應用系統，免除
因系統汰換升級造成需要重新撰寫應用系統的狀況，對於Intel NUC或Compute Stick類型
的迷你電腦，也可直接用ALF51替換

ALF51的小型化不代表犧牲擴充性，除了提供2個Gigabit乙太網路RJ-45埠及2個USB3.2
Gen1 Type-A埠以外，原生Mini DP++本身可將LVDS輸出訊號轉換為Single Link mode或
TMDS訊號格式，所以轉換為DVI或HDMI介面時可以採用被動式轉換器，不需使用主動式轉
換器。同時提供標準尺寸Mini PCIe插槽，可擴充行動網路及Wi-Fi無線網路。此外也具備
USB2.0、COM埠、SMBus及可連接各類感測器/周邊設備的DIO(Digital I/O)數位I/O埠，可
用來連接門禁、智慧家居等感測器。安全性也是工業級主機板所重視的，ALF51採用
fTPM(Firmware based TPM)韌體型信任平台模組，可讓系統在受信任執行環境(TEE)中運
作，避免工控/安控領域遭駭客入侵，是確保不受網路攻擊的手段與機制

▼DFI ALF51主機板上已經預先安裝11mm散熱板(A71 808314 000G)，隨附的配件包含二線
轉DC插座(A81 004013 000G)、帶DC插頭的12V 60W電源供應器(671 106012 000G)、交流
電源線(332 054034 005G)
https://i.imgur.com/j6jgP8S.jpg
▼DFI ALF51前/後側面，有RTC電池連接器、2個RJ-45 LAN插座、2個USB-A插座、1個
Mini DP++。RJ-45 LAN支援GbE，USB-A支援USB3.2 Gen1，Mini DP++支援4096x2160@60Hz
影像輸出
https://i.imgur.com/0yXUnts.jpg
▼DFI ALF51左/右側面，有COM1插針、8-bit DIO插針、Front Panel插針、SMBus插針。
DC12V輸入採用2端點連接器，為工業電腦常見的特色，上面標示正負極
https://i.imgur.com/IrqVIQU.jpg
▼散熱板採用透過接觸設備機殼來散熱的設計
https://i.imgur.com/WWXK6MD.jpg
▼含散熱板的尺寸為88.1(含側面凸出插針)x57.2x28.6mm
https://i.imgur.com/0JhYGZl.jpg
▼含散熱板的重量為141克
https://i.imgur.com/liXXoHb.jpg
▼ALF51背面圖，右下有1顆美光MT53B256M32D1NP-062 D9TFT 1GByte LPDDR4 SDRAM。
LPDDR4 SDRAM右側有MPS MP2939 1+2+1Phase PWM控制器。左側RJ-45下有全尺寸Mini
PCIe插槽，可提供PCIe x1及USB2.0傳輸。Mini PCIe插槽左上有Fintek F81803U-I LPC
Super I/O含硬體監控晶片，左下可拆式插座內有SPI 128Mbits BIOS。Mini DP++下方有
擴充用USB2.0插針
https://i.imgur.com/PWqLii9.jpg
▼ALF51正面圖，最左側有1顆美光MT53B256M32D1NP-062 D9TFT 1GByte LPDDR4 SDRAM，
加上背面1顆，共2顆組成2GB LPDDR4記憶體。中間最大顆帶IHS的是Intel Atom X5-E3930
，E3930左上與右上各有一顆Intel WGI211AT 10/100/1000 PCIe網路控制器。E3930右側
上方為Fintek F81439N RS-232/422/485收發器以及PIC16F1509-I/ML 8-bit微控制器。右
側下方為Kingston eMMC(EMMC32G-M525)，容量為32GB，使用MLC快閃記憶體，介面為
eMMC 5.0/5.1 HS400
https://i.imgur.com/rZbbegF.jpg
▼去除散熱板的ALF51
https://i.imgur.com/lxpTTKa.jpg
▼隨附的帶DC插頭12V 60W電源供應器(671 106012 000G)
https://i.imgur.com/pfcKPYk.jpg
▼DC插頭尺寸為內徑2.5mm外徑5.5mm，手轉固定螺帽上有防滑壓花處理
https://i.imgur.com/3YAE7LO.jpg
▼二線轉DC插座(A81 004013 000G)，固定螺牙上有螺帽，可將DC插座固定在機殼上，從
DC插座處接出一條黃線與一條黑線，插座焊接點處與線路均包覆熱縮套管，黃線為正極，
黑線為負極，黃/黑線前端已經預先剝皮並上錫
https://i.imgur.com/r81uzvo.jpg
▼安裝時將黃線前端導體插入12V輸入2端點連接器的(+)極，黑線前端導體插入(-)極，並
確認連接器螺絲有鎖緊
https://i.imgur.com/dEBFz5C.jpg
▼當DC插頭插到底後，用手旋緊插頭上的手轉固定螺帽，可以避免DC插頭與插座受外力拉
扯而鬆脫
https://i.imgur.com/IZ5auPO.jpg
▼進入BIOS設定選單，Main選單內顯示主機板名稱、BIOS版本、處理器名稱、處理器時脈
、處理器ID、處理器L1/L2/L3快取容量、處理器核心數量、BXT SOC、微碼版別、總記憶
體容量、記憶體速度、DIMM編號/容量、TXE韌體版本、系統日期、系統時間
https://i.imgur.com/Ps0Setc.jpg
▼Advanced選單內有ACPI Configuration、CPU Configuration、Video Configuration、
PCI Express Configuration、Console Redirection、SIO FINTEK81803這些子選單
https://i.imgur.com/ltFgvSj.jpg
▼Advanced→ACPI Configuration可設定LAN喚醒及After G3(電源中斷恢復後行為)
https://i.imgur.com/qmoVDkU.jpg
▼Advanced→CPU Configuration可設定EIST、Turbo Mode、C-States
https://i.imgur.com/gm463cO.jpg
▼Advanced→Video Configuration可設定主要顯示卡及整合顯示裝置
https://i.imgur.com/1aFfCAt.jpg
▼Advanced→PCI Express Configuration內有PCI Express Root Port 2(Mini PCIE)、
PCI Express Root Port 3(LAN 1)、PCI Express Root Port 4(LAN 2)子選單
https://i.imgur.com/jPP0NuH.jpg
▼Advanced→PCI Express Configuration→PCI Express Root Port 2(Mini PCIE)內可
設定開啟/關閉、熱插拔、速度
https://i.imgur.com/0c8EXxI.jpg
▼Advanced→PCI Express Configuration→PCI Express Root Port 3(LAN 1)可設定開
啟/關閉
https://i.imgur.com/c50M9sG.jpg
▼Advanced→PCI Express Configuration→PCI Express Root Port 4(LAN 2)可設定開
啟/關閉
https://i.imgur.com/OD79WtQ.jpg
▼Advanced→Console Redirection可設定Console Serial Redirect開啟/關閉
https://i.imgur.com/KioZEr1.jpg
▼Advanced→SIO FINTEK81803可設定COM埠位址、中斷、種類、WDT(Watch Dog Timer)，
PC Health Status子選單
https://i.imgur.com/0nVUnVt.jpg
▼Advanced→SIO FINTEK81803→PC Health Status可顯示目前電壓/溫度等硬體監控資訊
https://i.imgur.com/ni6Zwo4.jpg
▼Security選單，顯示目前TPM裝置、TPM狀態、TPM可用性、TPM操作、清除TPM、系統管
理者密碼狀態、設定系統管理者密碼
https://i.imgur.com/0xgtjRH.jpg
▼Boot選單，可設定開機顯示進入BIOS訊息時間延遲、鍵盤Numlock開啟/關閉、快速開機
、Network Stack、PXE網路開機、USB開機、EFI子選單
https://i.imgur.com/LePFGTl.jpg
▼Boot→EFI，只會顯示Windows Boot Manager，無法更改任何設定
https://i.imgur.com/ycyulIR.jpg
▼Exit選單，可儲存更改後重新啟動、載入預設值、放棄更改、將設定儲存至檔案
https://i.imgur.com/3DuorR1.jpg
▼ALF51預載Windows 10 Enterprise 2016 LTSB(Long Term Servicing Branch長期維護
分支，目前改名為LTSC Long Term Servicing Channel長期維護通道)作業系統，基本功
能和效能均和標準Windows 10相同，並去除不必要的應用程式(例如Edge瀏覽器、
Microsoft Store、Cortana語音助手等)，可以待在同一個版本(微軟通常每1至2年更新一
次LTSB/LTSC版本)同時接收10年的安全性更新
https://i.imgur.com/LiHz2Ge.jpg
▼CPU-Z的CPU/Cache/Mainboard/Memory資訊
https://i.imgur.com/ToyPCga.jpg
▼CPU-Z的Graphics資訊
https://i.imgur.com/M16dGoH.jpg
▼CPU-Z的Version 17.01.64/Version 19.01.64(Beta)單核/多核Benchmark測試結果
https://i.imgur.com/wBBXAp5.jpg
▼GPU-Z資訊
https://i.imgur.com/DiTU24X.jpg
▼HWiNFO64資訊
https://i.imgur.com/Sdxhd96.jpg
▼Core Temp處理器時脈/負載量/核心電壓/溫度/功耗監控資訊
https://i.imgur.com/GdSVpek.jpg
▼AIDA64的快取/記憶體測試結果
https://i.imgur.com/GfIPruq.jpg
▼AIDA64的記憶體讀取、記憶體寫入、記憶體複製、記憶體延遲、CPU Queen、CPU
PhotoWorxx、CPU ZLib、CPU AES、CPU SHA3、FPU Julia、FPU Mandel、FPU SinJulia、
FP32 Ray-Trace、FP64 Ray-Trace等項目的測試結果
https://i.imgur.com/8vzMLvj.jpg
▼AIDA64的GPGPU測試結果
https://i.imgur.com/dLGi1Og.jpg
▼32GB eMMC的CrystalDiskMark測試結果
https://i.imgur.com/Qyh8Ha4.jpg
▼DXVA Checker檢測結果
https://i.imgur.com/cb2RpAQ.jpg
▼播放4K影片時CPU及GPU使用率情形(右側)，GPU使用率比CPU高一些
https://i.imgur.com/r53S8HK.jpg
▼但是在Youtube上播放VP9編碼的4K影片時，CPU使用率直接100%，GPU閒閒沒事情做，同
時統計資料內的dropped Frames數目一直增加
https://i.imgur.com/GlRajO9.jpg
▼平常運作時的功耗紀錄，最高點約在8W至10W之間，曲線右側高峰處功耗為開啟測試程
式讓CPU與GPU同時滿載，這時功耗可接近11W，隨著溫度上升，耗電量也會些微增加
https://i.imgur.com/codK1C5.jpg
▼CPU與GPU同時滿載下Core 0與Core 1溫度記錄圖
https://i.imgur.com/s8Fs9ba.jpg
▼CPU與GPU同時滿載下的紅外線熱影像圖，可以看到上圖左上的LPDDR4記憶體顆粒也有一
定溫度
https://i.imgur.com/HtYgtBD.jpg

結論：
對於空間有限的工業電腦應用，無風扇設計的DFI ALF51在最小的1.8吋SBC內可得到最大
化的運算能量，允許寬溫度範圍運作(標準0~60°C，可選購-20~70°C/-40~85°C)，採用
貨真價實的x86指令集相容處理器，擁有更大的軟體開發彈性。對於重視超小體積、超低
功耗、嚴苛環境溫度及需要15年(至Q4'31)技術/產品壽命支援的使用者，具備DP++4K高畫
質顯示、雙GbE及雙USB的ALF51是首選

目前DFI ALF51主要採B2B銷售模式，若有興趣請洽詢
https://www.dfi.com/tw/contact/sales/

DFI ALF51產品規格：
●處理器：Intel Atom x5-E3940 Processor/Quad Core/2M Cache/1.6GHz(Max
1.8GHz)/9.5W
●處理器：Intel Atom x5-E3930 Processor/Dual Core/2M Cache/1.3GHz(Max
1.8GHz)/6.5W
●處理器：Intel Pentium N4200/Quad Core/2M Cache/1.1GHz(Max 2.5GHz)/6W
●處理器：Intel Celeron N3350/Dual Core/2M Cache/1.1GHz(Max 2.4GHz)/6W
●記憶體：2GB/4GB Single Channel LPDDR4 2400MHz
●BIOS：Insyde SPI 128Mbit(僅支援UEFI開機)
●顯示：Intel HD Graphics
●特性：OpenGL 4.2/Direct X 11.1/OpenCL 1.2/OGL ES 3.0、
H.264/MPEG2/VC1/VP8/H.265/MPEG4硬體解碼、H.264/MPEG2/MPEG4硬體編碼
●顯示器：1 x Mini DP++ 4096x2160@60Hz
●儲存：16GB/32GB/64GB eMMC
●擴充槽：1個全尺寸Mini PCIe(PCIe x1/USB2.0，可選購USB3.2 Gen1/USB2.0)
●乙太網路：2個Intel I211AT(10/100/1000Mbps)或2個Intel I210IT(10/100/1000Mbps)
●輸入/輸出：2個GbE(RJ-45)、2個USB3.2 Gen1、1個RS-232/422/485、1個USB2.0、1個8
位元DIO、1個SMBus
監視計時器：可設定1-255秒時間間隔，超時自動重新啟動
●安全性：信賴平臺模組fTPM 2.0
●電源：2端點連接器輸入直流12V(±10%)
●功耗(E3940)：典型12V@0.29A(3.5Watt)，最大12V@1.30A(15.6Watt)
●RTC電池：CR2032
●支援作業系統(UEFI Only)：Windows 10 IoT Enterprise 64-bit、Linux
●溫度：運作0~60°C(可選購-20~70°C/-40~85°C)，儲存-40~85°C
●濕度：運作/儲存5~90% RH
●尺寸：1.8吋SBC，84x55mm(3.31x2.17inch)

●可選型號配置：
◆ALF51-BN-26E40(770-ALF511-000G)：Intel Atom X5-E3940/2GB LPDDR4/64GB
eMMC/1xMini DP++/2xGbE LAN/1xCOM/2xUSB3.2 Gen1/1xUSB2.0/12VDC/Fanless/0~60°C
◆ALF51-BN-26E30(770-ALF511-100G)：Intel Atom X5-E3930/2GB LPDDR4/64GB
eMMC/1xMini DP++/2xGbE LAN/1xCOM/2xUSB3.2 Gen1/1xUSB2.0/12VDC/Fanless/0~60°C
◆ALF51-BN-26N50(770-ALF511-200G)：Intel Celeron N3350/2GB LPDDR4/64GB
eMMC/1xMini DP++/2xGbE LAN/1xCOM/2xUSB3.2 Gen1/1xUSB2.0/12VDC/Fanless/0~60°C
◆ALF51-EN-26E40(770-ALF511-300G)：Intel Atom X5-E3940/2GB LPDDR4/64GB
eMMC/1xMini DP++/2xGbE LAN/1xCOM/2xUSB3.2 Gen1/1xUSB2.0/12VDC/Fanless/-20~70°
C
◆ALF51-EN-26E30(770-ALF511-400G)：Intel Atom X5-E3930/2GB LPDDR4/64GB
eMMC/1xMini DP++/2xGbE LAN/1xCOM/2xUSB3.2 Gen1/1xUSB2.0/12VDC/Fanless/-20~70°
C
◆ALF51-TN-26E40(770-ALF511-500G)：Intel Atom X5-E3940/2GB LPDDR4/64GB
eMMC/1xMini DP++/2xGbE LAN/1xCOM/2xUSB3.2 Gen1/1xUSB2.0/12VDC/Fanless/-40~85°
C
◆ALF51-TN-26E30(770-ALF511-600G)：Intel Atom X5-E3930/2GB LPDDR4/64GB
eMMC/1xMini DP++/2xGbE LAN/1xCOM/2xUSB3.2 Gen1/1xUSB2.0/12VDC/Fanless/-40~85°
C
◆ALF51-BN-46E40(770-ALF511-700G)：Intel Atom X5-E3940/4GB LPDDR4/64GB
eMMC/1xMini DP++/2xGbE LAN/1xCOM/2xUSB3.2 Gen1/1xUSB2.0/12VDC/Fanless/0~60°C
◆ALF51-TN-46E40(770-ALF511-800G)：Intel Atom X5-E3940/4GB LPDDR4/64GB
eMMC/1xMini DP++/2xGbE LAN/1xCOM/2xUSB3.2 Gen1/1xUSB2.0/12VDC/Fanless/-40~85°
C

報告完畢，謝謝收看

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推 FA88124     : 感覺可以拿來當軟路由
推 oopFoo      : 讚！不知多少錢？
推 goldie      : 有兩路 Intel 1Gb ethernet,
→ goldie      : 好像蠻適合拿來架 OPNsense 或 pfSense?
推 LIONDOGs    : 當音樂主機適合嗎？
推 littlefish1 : 他可以接筆電的lvds螢幕嗎  剛好有多的
不行，沒有LVDS Panel輸出針腳，不過eDP可能有機會

推 abc12701    : 小小世界誕生了
推 extemjin    : 找了一上午還真的找不到價錢
→ syura945    : 不是400 usd？
推 seoiotoshi  : 想買 但是不是沒賣個體戶
跟GHF51一樣主要都是針對B2B銷售

推 kanging     : 是狼大的文呢！
推 k078787878  : 推
推 friand      : 推
推 jackking0204: 推
推 Cubelia     : 推
推 jhangyu     : 軟路由，讚
※ 編輯: wolflsi (114.40.161.86 臺灣), 04/22/2021 01:07:21
推 hentai1989  : 推開箱！BIOS風格好復古，有點懷念XD