Подключаем видеокарту к Raspberry Pi 5

[Чёрный Лукич]

В Raspberry Pi 5 появилась поддержка шины PCI Express, а это даёт возможность подключения PCI-E устройств.

Для подключения видеокарты нам потребуется адаптер JMT M.2 M-Key to PCIE 4.0X4 External Graphics Card Stand Bracke

и кабель OcuLink

Также потребуется переходник с PCIe шлейфа от RasPi на разъём M.2

В качестве более дешёвой, но менее удобной альтернативы можно использовать плату Hat uPCIty Lite от PineBoards

Поскольку выходная мощность разъёма PCIe на Raspberry Pi 5 составляет всего 5W, необходимо подобрать качественный источник питания для плат переходников, а также для самой видеокарты.

Выбор видеокарты и активация PCIe Gen 3

По результатам различных тестов оптимальными для подключения к RasPi оказались видеокарты AMD серии Polaris.

Они поддерживают опенсорсный драйвер amdgpu и хорошо изучены.
Видеокарты NVidia поддерживаются значительно хуже в связи с закрытостью кода драйвера и отсутствием возможности вносить в него изменения.

В данном примере мы будем подключать видеокарту RX 460 4 GB - она проверена временем, поддерживает драйвер amdgpu и PCIe Gen 3

Для активации PCIe GEN 3 добавляем следующую строку строку в конец файла /boot/firmware/config.txt

dtparam=pciex1_gen=3

Таким образом шина PCI express на RasPi даст нам 1 канал со скоростью 8 GT/s

Накатываем патч Linux ядра

После того как всё подключено и в конфиг внесены изменения, после перезагрузки можно убедиться, что видеокарта определилась в системе командой

lspci

Однако Raspberry Pi всё ещё не может её использовать из-за отсутствия драйвера amdgpu в операционной системе.
Чтобы установить драйвер для начала нужно пересобрать ядро.
Официальная инструкция как это делается здесь.
В эту инструкцию нужно добавить ещё 1 шаг - после того, как исходники ядра скачаны

git clone --depth=1 https://github.com/raspberrypi/linux

заходим в папку linux, скачиваем патч и накатываем его на исходники

cd linux
wget -O amdgpu-pi5.patch https://github.com/geerlingguy/linux/pull/8.patch
git apply -v amdgpu-pi5.patch 

Обратите внимание, что данные патч предназначен для ядер версии 6.6.X

Перед тем, как вы начнёте сборку ядра, следуя оставшейся части официальной инструкции, необходимо пересобрать библиотеку memcpy

wget https://gist.githubusercontent.com/Coreforge/91da3d410ec7eb0ef5bc8dee24b91359/raw/b4848d1da9fff0cfcf7b601713efac1909e408e8/memcpy_unaligned.c

gcc -shared -fPIC -o memcpy.so memcpy_unaligned.c
sudo mv memcpy.so /usr/local/lib/memcpy.so
sudo nano /etc/ld.so.preload

# Put the following line inside ld.so.preload:
/usr/local/lib/memcpy.so

Чтобы убедиться, что ядро будет скомпилировано с поддержкой amd gpu, запускаем графический конфигуратор ядра и смотрим, чтобы пункт AMD GPU был выбран

make menuconfig

Если конфигуратор не запускается, то необходимо установить дополнительно библиотеку ncurses

sudo apt install libncurses-dev

Далее возвращаемся к инструкции по сборке ядра и приступаем к сборке.
После того, как ядро собрано (это длительный процесс) устанавливаем прошивку от AMD

sudo apt install firmware-amd-graphics

Теперь перезагружаемся и видим, что картинка выводится через любой из портов внешней видеокарты (HDMI, DP и т.д)
Если картинка не выводится, значит что-то пошло не так.
Подключаемся по ssh и командой

dmesg

смотрим лог ошибок ядра и предпринимай дальнейшие действия к их устранению.
Но я надеюсь, что всё получилось сразу...

Пользуемся

Теперь можно запускать игры и модели сложных нейросетей (хотя с этим могут быть сложности, т.к из RX460 производитель выпилили поддержку ROCm)

Для теста можно скачать Doom3 из https://pi-apps.io/

Список поддерживаемых видеокарт (дополняется)