Raspberry Pi 5

Prošlo je 4 godine od pojave zadnje četvrte generacije, prodate u više od 14 miliona primjeraka. Raspberry Pi koriste mnogi učitelji, školarci, inžinjeri, informatičari, hakeri i drugi entuzijasti. Vjerovatno bi se novi Raspberry Pi5 pojavio i nešto ranije da nije bilo poremećaja na tržištu. Za početak dolazi u dve verzije, sa 4GB ili 8GB radne memorije. Proizvodi ga sony pogon u engleskoj, a početak prodaje se očekuje krajem oktobra 2023 po cijeni 60USD i 80 USD (4GB i 8GB).

Glavne karakteristike:

• 2.4GHz quad-core 64-bit Arm Cortex-A76 CPU
• VideoCore VII GPU, supporting OpenGL ES 3.1, Vulkan 1.2
• Dual 4Kp60 HDMI® display output
• 4Kp60 HEVC decoder
• Dual-band 802.11ac Wi-Fi®
• Bluetooth 5.0 / Bluetooth Low Energy (BLE)
• High-speed microSD card interface with SDR104 mode support
• 2 × USB 3.0 ports, supporting simultaneous 5Gbps operation
• 2 × USB 2.0 ports
• Gigabit Ethernet, with PoE+ support (requires separate PoE+ HAT, coming soon)
• 2 × 4-lane MIPI camera/display transceivers
• PCIe 2.0 x1 interface for fast peripherals
• Raspberry Pi standard 40-pin GPIO header
• Real-time clock
• Power button

Novost su tri nova čipa (slijede informacije preuzete od proizvodjača);

• BCM2712  je novi 16-nanometarski aplikacijski procesor (AP) tvrtke Broadcom, izveden iz 28-nanometarskog BCM2711 AP-a koji pokreće Raspberry Pi 4, s brojnim arhitektonskim poboljšanjima. U srcu je četverojezgreni 64-bitni Arm Cortex-A76 procesor, takta 2,4 GHz, s 512 KB L2 predmemorije po jezgri i 2 MB dijeljene L3 predmemorije. Cortex-A76 je tri mikroarhitektonske generacije iza Cortex-A72, i nudi više instrukcija po taktu (IPC) i nižu energiju po instrukciji. Kombinacija novije jezgre, veće brzine takta i manje geometrije procesa daje mnogo brži Raspberry Pi koji troši mnogo manje energije za određeno radno opterećenje. Noviji, brži CPU nadopunjen je novijim, bržim GPU-om: Broadcomov VideoCore VII, razvijen u Cambridgeu, s potpuno otvorenim Mesa upravljačkim programima. Ažurirani VideoCore hardverski video skaler (HVS) sposoban je pokretati dva simultana 4Kp60 HDMI zaslona, ​​u odnosu na jedan 4Kp60 ili dvostruki 4Kp30 na Raspberry Pi 4. 4Kp60 HEVC dekoder i novi Image Sensor Pipeline (ISP), oba razvijena u Raspberry Pi , zaokružuju multimedijski podsustav. Kako bi sustav bio snabdjeven memorijskom propusnošću, imamo 32-bitni LPDDR4X SDRAM podsustav, koji radi brzinom od 4267MT/s, u odnosu na efektivnih 2000MT/s na Raspberry Pi 4.

 

• RP1: Prethodne generacije Raspberry Pi izgrađene su na monolitnoj AP arhitekturi: dok je neke periferne funkcije pružao vanjski uređaj (Via Labs VL805 USB kontroler i čvorište na Raspberry Pi 4, te Microchip LAN951x i LAN7515 USB čvorište i čipovi Ethernet kontrolera na ranijim proizvode), gotovo sve I/O funkcije integrirane su u sam AP. Prilično rano u povijesti Raspberry Pi-ja, shvatili smo da će, kako migriramo AP na sve novije procesne čvorove, ovaj pristup na kraju postati i tehnički i ekonomski neodrživ.

   

  Raspberry Pi 5 je, nasuprot tome, izgrađen na rastavljenoj arhitekturi čipleta . Ovdje AP pruža samo glavne brze digitalne funkcije, sučelje SD kartice (zbog izgleda ploče) i vrlo najbrža sučelja (SDRAM, HDMI i PCI Express). Sve druge I/O funkcije prebačene su na zaseban I/O kontroler, implementiran na starijem, jeftinijem procesnom čvoru i spojene na AP putem PCI Expressa.

  RP1 je naš I/O kontroler za Raspberry Pi 5, dizajniran od strane istog tima u Raspberry Piju koji je isporučio mikrokontroler RP2040, i implementiran, kao i RP2040, na TSMC-ov zreli 40LP proces. Omogućuje dva USB 3.0 i dva USB 2.0 sučelja; Gigabit Ethernet kontroler; dva MIPI primopredajnika s četiri trake za kameru i zaslon; analogni video izlaz; 3,3 V I/O opće namjene (GPIO); i uobičajenu kolekciju GPIO-multipleksiranih sučelja niske brzine (UART, SPI, I2C, I2S i PWM). Četverolazno PCI Express 2.0 sučelje pruža vezu od 16 Gb/s natrag na BCM2712.

  U razvoju od 2016-e, RP1 je uvelike najdugotrajniji, najsloženiji i (sa 15 milijuna dolara) najskuplji program koji je pokrenut u Raspberry Piju. Prošao je kroz značajnu evoluciju tijekom godina, kako su se mijenjali naši predviđeni zahtjevi: C0 korak koji se koristi na Raspberry Pi 5 treća je velika revizija silicija. I dok se njegova sučelja u finim detaljima razlikuju od sučelja BCM2711, dizajnirana su da budu vrlo slična iz funkcionalne perspektive, osiguravajući visok stupanj kompatibilnosti s ranijim Raspberry Pi uređajima.

 

 

• DA9091: BCM2712 i RP1 podržava treća nova komponenta čipseta, Renesas DA9091 “Gilmour” IC za upravljanje napajanjem (PMIC). Ovo integrira osam odvojenih prekidačkih izvora napajanja za generiranje različitih napona potrebnih ploči, uključujući četverofazno napajanje jezgre, sposobno osigurati 20 ampera struje za napajanje Cortex-A76 jezgri i druge digitalne logike u BCM2712. Kao i BCM2712, DA9091 je proizvod višegodišnjeg zajedničkog razvoja. Bliska suradnja s timom Renesas u Edinburghu omogućila nam je proizvodnju PMIC-a koji je precizno podešen za naše potrebe. I uspjeli smo ugurati dvije često tražene značajke: sat stvarnog vremena (RTC), koji se može napajati pomoću vanjskog superkondenzatora ili punjive litij-manganske ćelije; i gumb za uključivanje u stilu osobnog računala, podržavajući događaje tvrdog i mekog isključivanja i uključivanja. Dva druga elementa čipseta zadržana su od Raspberry Pi 4. Kombinirani čip Infineon CYW43455 pruža dvopojasni 802.11ac Wi-Fi i Bluetooth 5.0 s Bluetooth Low-Energy (BLE); iako je sam čip nepromijenjen, opremljen je namjenskom preklopnom tračnicom napajanja za nižu potrošnju energije, a povezan je s BCM2712 nadograđenim SDIO sučeljem koje podržava DDR50 način rada za veću potencijalnu propusnost. Kao i prije, Ethernet povezivost osigurava Broadcom BCM54213 Gigabit Ethernet PHY; sada se nalazi pod oštrim kutom od 45 stupnjeva, prvi put za Raspberry Pi, i izvor trajnog razočaranja za entuzijasta ortogonalnog rasporeda.

 

 

Uklonjen je četveropolni kompozitni video i analogni audio priključak s ploče. Kompozitni video, koji sada generira RP1, još uvijek je dostupan s para jastučića s razmakom od 0,1” na donjem rubu ploče. Tu je i FPC konektora, na mjestu koje su prije zauzimali četveropolni jack i konektor za kameru. Ovo su četverostruka MIPI sučelja, koja koriste isti pinout veće gustoće koji se nalazi na raznim generacijama I/O ploča Compute Module; i to su dvosmjerna (primopredajna) sučelja, što znači da se svako može spojiti ili na CSI-2 kameru ili na DSI zaslon. Prostor na lijevoj strani ploče koji je prije zauzimao konektor zaslona sada sadrži manji FPC konektor koji pruža jednu traku PCI Express 2.0 povezivosti za periferne uređaje velike brzine.

Gigabit Ethernet priključak se vratio na svoju klasičnu poziciju u donjem desnom kutu ploče, nakon kratkog boravka u gornjem desnom kutu na Raspberry Pi 4. A sa sobom donosi i četveropinski PoE konektor, pojednostavljujući izgled ploče na trošak prekida kompatibilnosti s našim postojećim PoE i PoE+ HAT-ovima. Napravljene su i par montažnih rupa za hladnjak, kao i JST konektore za RTC bateriju (dva pina), Arm debug i UART (tri pina) i ventilator s PWM kontrolom i taho povratnom spregom (četiri pina).

Ažurirano kućište za Raspberry Pi 5, po cijeni od 10 dolara, nadovezuje se na estetiku svog prethodnika Raspberry Pi 4, ali dodaje niz novih značajki upotrebljivosti i upravljanja toplinom. Integrirani ventilator od 2,79 (maksimalno) CFM, s fluidno dinamičkim ležajevima odabranim za nisku razinu buke i produljeni radni vijek, povezuje se s četveropinskim JST konektorom na Raspberry Pi 5 kako bi se osiguralo hlađenje kontrolirano temperaturom. Zrak se uvlači kroz otvor od 360 stupnjeva ispod poklopca, upuhuje preko hladnjaka spojenog na BCM2712 AP i ispušta kroz otvore konektora i ventilacijske otvore u bazi.

 

 

Jedan od najuzbudljivijih dodataka skupu značajki Raspberry Pi 5 je jednoslojno PCI Express 2.0 sučelje. Namijenjen podršci brzih perifernih uređaja, izložen je na 16-pinskom FPC konektoru razmaka od 0,5 mm na lijevoj strani ploče. Od početka 2024-e nudit će se mehaničkih adapterskih ploča koje se pretvaraju između ovog konektora i podskupa M.2 standarda, omogućujući korisnicima da prikače NVMe SSD i druge dodatke M.2 formata. Prvi, koji odgovara standardnom HAT formatu, namijenjen je montaži većih uređaja. Drugi, koji dijeli oblik L-oblika novog PoE+ HAT-a, podržava postavljanje uređaja formata 2230 i 2242 unutar kućišta Raspberry Pi 5.

Paralelno sa završnim fazama programa Raspberry Pi 5, softverski tim je zaokupljen razvojem nove verzije Raspberry Pi OS-a, službenog operativnog sustava za Raspberry Pi uređaje. Ovo se temelji na najnovijem izdanju Debiana (i njegove izvedenice Raspbian), pod kodnim nazivom “Bookworm”, i uključuje brojna poboljšanja, osobito prijelaz s X11 na Wayfire Wayland kompozitor na Raspberry Pi 4 i 5. Raspberry Pi OS lansirat će se sredinom listopada i bit će jedini podržani operativni sustav prve strane za Raspberry Pi 5.

Raspberry Pi 5 troši znatno manje energije i radi znatno hladnije od Raspberry Pi 4 pri identičnom radnom opterećenju. Međutim, mnogo veća gornja granica performansi znači da za najintenzivnija radna opterećenja, vršna potrošnja energije raste na oko 12 W, u odnosu na 8 W za Raspberry Pi 4. Kada upotrebljavamo standardni USB-C adapter od 5 V, 3 A (15 W) s Raspberry Pi 5, prema zadanim postavkama moramo ograničiti nizvodnu USB struju na 600 mA kako bismo osigurali dovoljnu rezervu za podršku ovim radnim opterećenjima. To je niže od ograničenja od 1,2 A na Raspberry Pi 4, iako općenito dovoljno za pogon miševa, tipkovnica i drugih perifernih uređaja male snage.

Korisnicima koji žele pogoniti periferne uređaje velike snage poput tvrdih diskova i SSD-ova, a da pritom zadrže rezervu za vršna radna opterećenja, nudi se USB-C adapter za napajanje od 12 USD koji podržava način rada od 5 V, 5 A (25 W). Ako firmware Raspberry Pi 5 otkrije ovu opskrbu, povećava ograničenje struje USB-a na 1,6 A, pružajući 5 W dodatne snage za nizvodne USB uređaje i 5 W dodatnog proračuna za napajanje na ploči: blagodat za one od vas koji žele eksperimentirati s overclocking vašeg Raspberry Pi 5.