最新のESP32はLinuxを動作させることができ、Raspberry Piに迫る

Adam Conway 2026年9月23日午後3時30分（米国東部時間）公開 私はAdam Conway、コンピュータサイエンスの学士号を持つアイルランドのテクノロジー愛好家であり、XDAのリードテクニカルエディターです。私の学士論文は、パフォーマンスのようなAndroidアプリやスマートフォンの非機能的要素のベンチマークの実現可能性について実施されました。2017年以来、何らかの形でテクノロジー業界で働いています。空き時間には、おそらくCounter-StrikeやVALORANTをプレイしているでしょう。adam@xda-developers.com、Twitterで@AdamConwayIE、InstagramでAdamConwayIE、またはRedditでu/AdamConwayIEで連絡を取ることができます。 XDAアカウントにサインイン Espressifは新しいESP32、ESP32-S31を発表しました。このESP32は、ギガビットイーサネットMAC、USB 2.0ハイスピードホストコントローラー、2つのスロットを持つSDカードインターフェース、およびカメラ入力を備えています。これはLinuxシングルボードコンピューターとしては標準的な機能セットですが、マイクロコントローラーとしては非常に珍しいリストです。私はマイクロコントローラーを長時間扱ってきましたが、通常は数コア、少量のRAM、GPIOピン、そしておそらくWi-Fiが搭載されているものです。より高度なものは通常Raspberry Piを使用しますが、ESP32-S31は典型的なマイクロコントローラーセットアップよりもはるかに多くの機能を備えています。EspressifはCPUにも大きな変更を加え、SBCにさらに近づけています。 ペリフェラルはすでにその外観を変えています さらに多くのことができます クレジット: Espressif ESP32-S31に関する最大のニュースはそのネットワーク機能であり、1000 MbpsのイーサネットMACを搭載し、ESP32-P4で見られた遅い100 Mbpsから大幅な進歩を遂げています。これは8P8Cコネクタ（一般的にRJ45と呼ばれる）を使用し、チップのRGMIIインターフェースを利用するPHYを備えています。RGMIIはギガビットを可能にするものであり、そうでなければ標準のRMIIを使用します。それに加えて、USBがありますが、これは「標準」USBではありません。S31はUSB 2.0ハイスピードOTGコントローラーを備えており、ホストOTGモードで500 mAを供給できるフルサイズType-Aソケットを備えています。その隣には2つのスロットを持つSDIOホストコントローラー、8ビットから16ビットのDVPカメラインターフェース、そして最大24ビットRGBおよびI8080およびMOTO6800パネルをサポートするパラレルLCDコントローラーが配置されています。ハードウェアBluetoothオーディオ同期を備えた2つのI2Sコントローラー、14個の静電容量式タッチチャネル、CAN FDコントローラー、および4つのMCPWMユニットがあります。このリストだけでも、これが新しいタイプのESP32であり、私たちがこれまで見たことのないものであることは明らかです。有線ネットワーク？USBホスト？カメラ、ディスプレイ、オーディオ？ここにあるすべてはマイクロコントローラーよりもSBCに似ていますが、それだけではありません。 CPU側では、最大320 MHzで動作する2つの32ビットRISC-Vコアと、それぞれに浮動小数点ユニット、一方には128ビットSIMDデータパス、そして別の40 MHz低電力コアがあります。各コアは32KBのL1命令キャッシュを持ち、64KBのデータキャッシュを共有します。メモリはさらに興味深くなります。S31は、250 MHz 8ビットDDRインターフェースを介して最大64 MBのPSRAMをサポートし、最大256MBのフラッシュもサポートします。ESP32-S3ではPSRAMインターフェースはフラッシュと共有されていたため、これはかなりのステップアップです。 EspressifはESP32-S31に実際のMMUを搭載しました 古い「MMU」とは大きく異なります Espressifは、ESP32-S3やESP32-P4でも、「MMU」という用語を長らく使用してきました。しかし、その場合のMMUは、外部フラッシュとPSRAMをアドレス空間にマッピングするブロックであり、プロセス分離やページテーブルのようなことができる最新のMMUの複雑さには程遠いものでした。その結果、EspressifがS31にMMUサポートがあると述べたとき、それは以前と同じように見えました。しかし、今回は大きな違いがあります。S31のデータシートでは、Espressifはコアが「Sv32 2レベルページテーブルアドレス変換」を行い、「マシン、スーパーバイザー、およびユーザー特権モード」を実装していると述べています。Sv32は実際のRISC-Vページングスキームであり、3つの特権モードすべてを持つことが、スーパーバイザーモードで通常のカーネルを実行し、その下にマシンモードでファームウェアを実行することを可能にします。そして、これがRISC-VベースのLinuxマシンが機能する方法です。過去のESP32マイクロコントローラーでLinuxを実行しようとしたハックな試みとは異なり、S31はネイティブでサポートするための多くの機能を最初から備えています。まず、Espressifはすでに8月にBuildrootとU-BootをベースにしたLinux BSPを公開しており、カーネル、デバイスツリー、ルートファイルシステムが含まれています。Espressifは「まだ本番環境での使用は推奨されない」と述べていますが、重要なのはそれが機能することです。それも、コミュニティが急速に改良するのを止めていません。あるポートでは、Linux 6.18がスーパーバイザーモードで動作しており、ほぼすべてのハードウェアの動作するドライバーを備えています。Linux 7.1をベースにした別のポートもあり、接続された800x480 LCDパネルをサポートし、コンソールを表示できます。ディスプレイを接続し、有線イーサネットを使用し、マウスとキーボードを使用できることは、マイクロコントローラーよりもSBCに似ています。 メモリが最大の欠点です SBC競合他社よりもはるかに少ない RAMを見ると、S31は遅れ始めます。チップ上には512KBのSRAMがあり、16MBまたは32MBのパッケージ内PSRAMを備えた2つのバリアントが利用可能です。搭載できる最大メモリは64MBで、DRAMコントローラーは見当たりません。Milk-V Duo Sのような512MB RAMの製品と比較すると、ESP32-S31がマイクロコントローラーであることを競合他社がすぐに思い出させます。これこそが、これらのLinuxビルドがフラッシュからカーネルを実行し、貴重なPSRAMを消費しないようにしている理由です。また、GPUやNPUはオンボードにはなく、ESP32-P4にはビデオエンコードおよびMIPIインターフェースがありますが、S31では追加の無線機能と引き換えられています。JPEGコーデック、2Dピクセル処理アクセラレーター、2D DMAは引き続き利用できますが、フルLinuxデスクトップを表示するには十分ではありません。クロックスピードもギガビットイーサネットNICについて疑問を投げかけます。320 MHzでは、最大サイズのイーサネットフレームあたり約3,900 CPUサイクル、最小サイズのフレームあたり約215サイクルが得られます。理論上のPSRAM最大転送速度が500 MB/sであるため、バルク転送ではギガビット速度に近づける可能性がありますが、多くの小さなパケット転送で接続を飽和させることに関しては懐疑的です。これらの無線機能は重要です。なぜなら、同価格帯のSBCではオンボードワイヤレススタックが省略されているからです。2.4GHz Wi-Fi 6、Bluetooth 5.4（LEおよびクラシックBR/EDRの両方）、ThreadおよびZigbee用の802.15.4無線、そしてギガビットMACが利用できます。MatterはWi-FiとThreadで動作し、Bluetoothクラシックに戻ると、ESP32にそれが搭載されているという事実は、おそらくかなり珍しいことです。しかし、古いオーディオ機器が完全に動作することを意味します。これらの無線機能を使用しても、消費電力は非常に優れています。Wi-Fi受信はモードに応じて110 mAから117 mAを消費し、送信は802.11bで15 dBmで265 mAにピークを迎え、モデムスリープ中の両コアは320 MHzでペリフェラルクロックオフで91 mA、オンで147 mAを消費します。SBCのペリフェラルセットを備えているにもかかわらず、マイクロコントローラーの電力プロファイルです。 「S31」という名前は少し混乱しています しかし、残りはかなり良いです この製品が「S31」ボードと呼ばれている事実は少し奇妙です。「S31」はS3リビジョンを示唆していますが、実際には通常のS3とは全く関係がありません。EspressifはSシリーズを「高性能で機能豊富なSoC」と定義しており、命令セットとは関係ありませんが、両シリーズの大きな違いは、Cシリーズで使用されているRISC-Vコアと、Sシリーズで使用されているXtensa LX7コアでした。Hackadayのコメントセクションで、EspressifのテクニカルマーケティングマネージャーであるJeroen Domburg氏は、「CPUアーキテクチャを名前に含めるつもりはなかった」と述べています。彼はまた、コアがP4から派生しており、S31はS3のほぼ2倍の速度であると述べています。残念ながら、S31のデータシートはまだ古く、バージョン番号0.5で、最初のページ全体に大きな「PRELIMINARY」という透かしが入っています。それはかなり詳細で、少なくともほとんど一貫していますが、その予備的なものの1つの例です