28 сентября 2023 года было объявлено о выходе Raspberry Pi 5 в розничную продажу с октября этого же года: соответствующий материал был опубликован на официальном сайте компании за авторством основателя Raspberry Pi Foundation Эбена Аптона.
Давайте узнаем, что нового нас ожидает в Raspberry Pi 5 и почему это действительно очень важное событие 2023 года для всех разработчиков.
Микрокомпьютер Raspberry Pi 5 в сравнении со своим предшественником обладает новыми функциями и работает более чем в два раза быстрее. В продаже будут доступны версии с оперативной памятью 4 Гб и 8 Гб.
Вычислительная часть Raspberry Pi 5 представлена связкой из трех чипов: BCM2712, RP1, DA9091. Как и все флагманские продукты Raspberry Pi, Raspberry Pi 5 производится в Южном Уэльсе, а большинство вычислительных компонентов были разработаны в британском Кембридже.
Ключевые особенности включают в себя:
- Четырехъядерный 64-битный процессор Arm Cortex-A76 с тактовой частотой 2,4 ГГц
- Графический процессор VideoCore VII с поддержкой OpenGL ES 3.1, Vulkan 1.2
- Объем оперативной памяти: 8 Гб
- Двойной выход дисплея HDMI® 4Kp60
- Декодер HEVC 4Kp60
- Двухдиапазонный Wi-Fi 802.11ac®
- Bluetooth 5.0/Bluetooth с низким энергопотреблением (BLE)
- Высокоскоростной интерфейс карты microSD с поддержкой режима SDR104
- 2 порта USB 3.0, поддерживающие одновременную работу со скоростью 5 Гбит/с
- 2 порта USB 2.0
- Gigabit Ethernet с поддержкой PoE+ (требуется отдельная шляпа PoE+, появится в ближайшее время)
- 2 × 4-полосных приемопередатчика камеры/дисплея MIPI
- Интерфейс PCIe 2.0 x1 для быстрой периферии
- Стандартный 40-контактный разъем GPIO Raspberry Pi
- Встроенные часы реального времени и кнопка питания
Немного истории
Еще в июне 2019 года была выпущена Raspberry Pi 4 — первый компьютер Raspberry Pi настоящего ПК-класса. Благодаря четырехъядерному процессору Arm Cortex-A72 с тактовой частотой 1,5 ГГц он был примерно в сорок раз быстрее, чем оригинальная модель Raspberry Pi 2012 года. В марте следующего года закрылись школы, и миллионы школьников всего мира отправили учиться из дома. Десятки тысяч из них могли использовать Raspberry Pi 4 в качестве основного ПК.
За четыре года, прошедшие с тех пор, Raspberry Pi 4 и его производные Raspberry Pi 400 и Compute Module 4 стали главным выбором энтузиастов, преподавателей и профессиональных инженеров-конструкторов по всему миру. Современные компьютеры Raspberry Pi 4 работают на 20% быстрее, чем стартовый вариант, с тактовой частотой ядра 1,8 ГГц. За последние два года было произведено и продано более 14 миллионов единиц Raspberry Pi 4, что является важным показателем востребованности у потребителя данной продукции, зарекомендовавшей себя как лидера на рынке высокопроизводительных и надежных микрокомпьютеров.
Но время не стоит на месте, как и стремление Raspberry Pi к увеличению производительности. А с 2016 года — эпохи Raspberry Pi 3 — разработчики компании работают над гораздо более радикальным пересмотром платформы Raspberry Pi. Сегодня эти усилия приносят свои плоды с выпуском Raspberry Pi 5: по сравнению с Raspberry Pi 4 достигнута производительность процессора и графического процессора в два-три раза выше предыдущего поколения; примерно в два раза больше памяти и пропускной способности ввода-вывода; и первый чип собственной разработки Raspberry Pi на флагманском устройстве Raspberry Pi 5.
От истории к нововведениям
Три абсолютно новых чипа, каждый из которых разработан специально для Raspberry Pi 5, были объединены, чтобы обеспечить существенное изменение производительности микрокомпьютера.
BCM2712
BCM2712 — это новый 16-нанометровый процессор от Broadcom, созданный на основе 28-нанометрового AP BCM2711, который используется в Raspberry Pi 4, с многочисленными архитектурными улучшениями. В его основе лежит четырехъядерный 64-разрядный процессор Arm Cortex-A76 с тактовой частотой 2,4 ГГц. Сочетание нового ядра и более высокой тактовой частоты обеспечивают лучшую производительность при меньшем энергопотреблении.
Процессор BCM2712 дополняется новым, более быстрым графическим процессором: Broadcom VideoCore VII, разработанным в Кембридже. Обновленный аппаратный видеоскейлер VideoCore (HVS) способен одновременно управлять двумя HDMI-дисплеями 4Kp60 по сравнению с одним 4Kp60 или двумя 4Kp30 на Raspberry Pi 4. Декодер HEVC 4Kp60 и обработчик датчика изображения (ISP) также разработаны в Raspberry Pi Foundation. Имеется встроенная 32-битная подсистема LPDDR4X SDRAM, работающая со скоростью 4267 МТ/с по сравнению с 2000 МТ/с на Raspberry Pi 4.
RP1
Предыдущие поколения Raspberry Pi были построены на монолитной архитектуре: при этом некоторые периферийные функции обеспечивались дополнительными аппаратными решениями (USB-контроллер и концентратор Via Labs VL805 на Raspberry Pi 4, а также микросхемы USB-концентратора и контроллера Ethernet Microchip LAN951x и LAN7515 и контроллера Ethernet на более ранних версиях), но практически все функции ввода-вывода были интегрированы в саму схему процессора. В Raspberry Pi поняли, что по мере перехода вычислительной основы на все более новые технологические узлы, данный подход в конечном итоге станет как технически, так и экономически неустойчивым.
Raspberry Pi 5 теперь построен на дезагрегированной архитектуре чиплетов. Таким образом, функции ввода-вывода были перенесены на отдельный контроллер RP1, спроектированном командой разработчиков микроконтроллера RP2040, который лежит в основе Raspberry Pi Pico. RP1 содержит два интерфейса USB 3.0 и два интерфейса USB 2.0; контроллер Gigabit Ethernet; два четырехполосных трансивера MIPI для камеры и дисплея; аналоговый видеовыход; ввод-вывод общего назначения 3,3 В (GPIO); и обычный набор низкоскоростных интерфейсов с мультиплексированием GPIO (UART, SPI, I2C, I2S и PWM). Четырехканальный интерфейс PCI Express 2.0 обеспечивает обратную связь с BCM2712 со скоростью 16 Гбит/с.
RP1, находящаяся в разработке с 2016 года, с большим отрывом является самой продолжительной, самой сложной и (стоимостью 15 миллионов долларов) самой дорогой программой, которую когда-либо реализовывали в Raspberry Pi. И хотя его интерфейсы во многом отличаются от интерфейсов BCM2711, они были разработаны так, чтобы быть очень похожими с функциональной точки зрения, обеспечивая высокую степень совместимости с более ранними устройствами Raspberry Pi.
DA9091
BCM2712 и RP1 поддерживаются третьим новым компонентом набора микросхем — микросхемой управления питанием Renesas DA9091 «Gilmour» (PMIC). Данный чип объединяет восемь отдельных импульсных источников питания для генерации различных напряжений, необходимых плате, включая четырехфазный источник питания, способный обеспечивать ток 20 А для питания ядер Cortex-A76 и другой цифровой логики в BCM2712.
Два других элемента набора микросхем были сохранены из Raspberry Pi 4. Комбинированный чип Infineon CYW43455 обеспечивает работу с беспроводными протоколами: двухдиапазонный Wi-Fi 802.11ac и Bluetooth 5.0 с Bluetooth Low-Energy (BLE); Хотя сам чип не изменился, он оснащен специальной переключаемой шиной питания для снижения энергопотребления и подключен к BCM2712 через обновленный интерфейс SDIO, который поддерживает режим DDR50 с более высоким потенциалом пропускной способности. Как и прежде, соединение Ethernet обеспечивается PHY Broadcom BCM54213 Gigabit Ethernet; теперь он расположен под резким углом в 45 градусов, впервые для Raspberry Pi.
Дизайн
Внешне Raspberry Pi 5 очень похож на своих предшественников. Но при сохранении классического размера с кредитную карту, были изменены некоторые элементы дизайна для лучшего соответствия возможностям новых чипов.
С платы были удалены четырехконтактный композитный видеоразъем и аналоговый аудиоразъем. Композитное видео, теперь генерируемое RP1, по-прежнему доступно с пары площадок со стандартным шагов 2.54 мм на нижнем крае платы.
Также появилась пара разъемов FPC на месте, которое раньше занимали четырехполюсный разъем и разъем камеры. Это четырехканальные интерфейсы MIPI, использующие ту же распиновку, что и контакты ввода-вывода вычислительных модулей с плат предыдущих поколений; и эти интерфейсы являются двунаправленными (приемопередатчиковые), что означает, что каждый из них может подключаться либо к камере CSI-2, либо к дисплею DSI. Пространство слева на плате, ранее занимаемое разъемом дисплея, теперь содержит разъем FPC меньшего размера, который обеспечивает одну линию подключения PCI Express 2.0 для высокоскоростных периферийных устройств.
Разъем Gigabit Ethernet вернулся в свое классическое положение в правом нижнем углу платы после непродолжительного пребывания в правом верхнем углу на Raspberry Pi 4. Вместе с ним появился четырехконтактный разъем PoE, упрощающий компоновку платы.
Также появились два монтажных отверстия для радиатора, разъемы JST для батареи RTC (два контакта), Arm debug и UART (три контакта), а также вентилятора с ШИМ-управлением и обратной связью тахометра (четыре контакта). .
Операционная система стала еще лучше
Параллельно с этапом разработки Raspberry Pi 5, команда разработчиков программного обеспечения была занята разработкой новой версии Raspberry Pi OS, официальной операционной системы для устройств Raspberry Pi. Она основана на самой последней версии Debian (и его производной Raspbian) под кодовым названием «Bookworm» и включает в себя многочисленные улучшения, в частности переход от X11 к Wayfire Wayland на Raspberry Pi 4 и 5.
ОС Raspberry Pi выйдет в середине октября 2023 года и станет единственной поддерживаемой операционной системой от первого производителя для Raspberry Pi 5.
Данная статья является переводом оригинального материала основателя Raspberry Pi Foundation Эбена Аптона.
Приобретайте платы нового микрокомпьютера Raspberry Pi 5 в проверенных местах
Магазин YouBot за несколько лет работы зарекомендовал себя только с положительной стороны, став надежным поставщиков электронных компонентов, модулей и программируемых контроллеров для клиентов из Санкт-Петербурга и всей России. Мы предлагаем одни из лучших цен на Raspberry Pi 5. Доступны будут обе версии: на 4 Гб и 8 Гб.
Поставки ожидаются в конце ноября - начале декабря 2023 года. Успейте заказать первыми в России! Подпишитесь на уведомления по наличию плат: