Обзор одноплатного компьютера Raspberry pi 4

Raspberry PI — серия пользующихся спросом и востребованных мини-компьютеров. Продаваемые производителем по цене $35, они нашли широкое применение в разных сферах — от web-виртуализации до мультимедийных центров и проектов домашней автоматизации.

Миниатюрные устройства размером с банковскую карту снискали большое количество поклонников. Компьютер одноплатный starter kit производства компании Raspberry Foundation не обладает существенными вычислительными возможностями. Главное его достоинство заключается в миниатюрных габаритах.

Перейти в магазин

Описание и особенности

Весной 2017 года руководитель группы разработчиков Эбер Аптон заявил, что дальнейшее развитие технологии одноплатных мини-компьютеров будет сложным по причине достижения аппаратными возможностями своего предела.

В предыдущей версии процессорный кристалл базировался на 40-нанометровом техпроцессе. Существуют жесткие ограничения по тепловыделению (TDP) и энергопотреблению.

Поэтому дальнейшее повышение вычислительных мощностей платформы представляется затруднительным.

С каждой следующей моделью инженеры компании стремились не только улучшить частотную формулу процессора, но и расширить его функциональные возможности.

Серийного производства Raspberry PI 4, по мнению аналитиков IT-индустрии, не стоит ждать раньше второго квартала 2019 года. К этому времени инженеры обещают преодолеть некоторые технологические ограничения, что позволит повысить вычислительные мощности устройства.

Изначально мини-компьютеры серии разрабатывались в качестве бюджетного устройства для обучения информатике.

Впоследствии они получили более широкое распространение, чем ожидали авторы. Всего продано 12,5 млн экземпляров. Устройства распространяются полностью собранными на четырехслойной печатной плате.

В базовую комплектацию входит только аппаратная платформа. Блок питания, ПЗУ (флеш-карту формата microSD) и прочее нужно заказывать отдельно.

Мини-компьютеры Raspberry могут использоваться в качестве открытого стенда или собираться в крошечном корпусе, специально для них разработанном.

Третья версия устройства базируется на аппаратных возможностях мобильной платформы Broadcom BCM2837 с распаянным 64-битным процессором Cortex-A53 с четырьмя вычислительными ядрами, работающими на базовой частоте 1,2 ГГц.

Подобное «железо» устанавливается в бюджетные смартфоны. Возможно, в четвертом поколении мини-компьютеров компании Raspberry Foundation будет сделан технологический прорыв. В предыдущей версии использовались графический ускоритель Broadcom VideoCore IV и ОЗУ стандарта LPDDR2 (900 МГц).

Читать также  Особенности работы карманного ПК Pipo x10

Вычислительные возможности этих аппаратных модулей уже исчерпаны, как и самого 40-нм техпроцесса.

Дальше можно добавлять сколько угодно кремния, но большего быстродействия достичь не удастся из-за невозможности задействовать все транзисторы по причине быстро растущих температур и вызванного ими включения троттлинга процессора, заставляющего его принудительно понижать рабочие частоты и пропускать такты.

Разработчики понимают, что в четвертом поколении мини-компьютером требуется другое решение. Поэтому дебют откладывается.

Производитель намерен сохранить миниатюрный форм-фактор.

Одна из интересных особенностей своих мини-компьютеров — 40-контакные порты GPIO, распаянные на системной плате.

Это интерфейсные разъемы, предназначенные для аппаратно-программного взаимодействия компонентов системы, например, микропроцессора с подключаемыми периферийными устройствами.

Они могут служить как для ввода, так и для вывода информации. Благодаря интеграции GPIO-портов мини-компьютеры применимы для управления разными цифровыми устройствами.

Характеристики и спецификация

До сих пор неизвестны подробные характеристики и спецификация модели четвертого поколения мини-компьютеров Raspberry. Однако можно предположить, что по причине достижения вычислительного предела 40-нм техпроцесса следует ожидать его уменьшения.

Это не только позволит снизить энергопотребление и тепловыделение, но также повысит быстродействие устройства, что приведет к расширению сфер его применения. В предыдущей версии уже реализована поддержка беспроводных технологий Wi-Fi и Bluetooth.

Они будут интегрированы и в системные платы четвертой генерации.

Разработчики планируют обеспечить аппаратно-программную совместимость с предыдущими версиями.

Будет реализована поддержка оперативной памяти стандарта LPDDR3, работающей в диапазоне частот 1066-2133 МГц.

Базовые показатели скорее всего будут ближе к нижней границе. Из новшеств следует ожидать интеграцию высокоскоростных портов USB 3.1 и Type-C.

Эти универсальные разъемы способны заменить собой все остальные интерфейсные входы, что позволит сэкономить место на системной плате.

Процессорный чип должен иметь не менее четырех вычислительных ядер, работающих на частоте свыше 1,8 ГГЦ, и кэш-память хотя бы второго уровня. Объем оперативной памяти предположительной будет составлять 2-4 Гб. В предыдущей версии уже использовалась 100-мегабитная сетевая карта. Ее присутствия следует ожидать и в моделях следующего поколения, как и Wi-Fi-модуля стандарта 2,4 ГГц 802.11n.

Читать также  Особенности работы карманного ПК Pipo x10

Возможно, производитель позаботится о наличии одного видеоинтерфейса HDMI 2.0, способного выводить не только изображение разрешением 3840×2160 при частоте 60 Гц, но и передавать звук.

Правда, это будет иметь смысл только в случае достаточных вычислительных мощностей процессорного чипа и графического акселератора.

О последнем информация полностью отсутствует.

Можно предположить, что будет использован хотя бы видеоадаптер уровня Adreno 506.

Мини-компьютеры серии Raspberry Pi работают под управлением операционных систем, базирующихся на ядре Linux.

Можно установить облегченную версию Windows 10 с индексом IOT. Предыдущая модель предлагалась производителем с предустановленной этой ОС по цене $50.

Инсталлируются операционные системы с помощью фирменного программного инструмента NOOBS (New Out Of the Box Software), включающего в себя все официально поддерживаемые дистрибутивы. Образ системы можно самостоятельно развернуть на SD-карту.

Тесты и сравнения

Разными компаниями представлено более сотни моделей одноплатных мини-компьютеров на базе мобильных APM-процессоров. Некоторые из них выступают прямыми конкурентами Raspberry Pi, поскольку предназначены для решения аналогичных задач. Тесты производительности RPi3, выполненные на аппаратном уровне, продемонстрировали неплохое для столь миниатюрного устройства быстродействие.

Четвертое поколение по логике должно превосходить своего предшественника как минимум за счет использования более тонких технологических норм производства процессорного чипа и установки ОЗУ LPDDR3, распаянной на системной плате.

Для оценки производительности графического адаптера традиционно задействуется драйвер OpenGL, встроенный в последнюю версию фирменной операционной системы Raspbian.

В модульном кроссплатформенном тесте sysbench RPi3 оказался на 88% быстрее своего предшественника. Если подобная тенденция сохранится, похожих результатов следует ждать и при тестировании четвертой версии мини-компьютера.

Из конкурентов этой линейки можно выделить модельный ряд одноплатных компьютеров Orange Pi Win Plus, обладающий неплохими техническими параметрами при низкой стоимости.

Еще один распространенный аналог — Asus Tinker Board, который журналисты уже назвали «убийцей» Raspberry. При сопоставимой стоимости продукция китайского лидера IT-индустрии располагает большим вычислительным ресурсом.

Читать также  Особенности работы карманного ПК Pipo x10

Мини-компьютер корпорации Asus базируется на четырехъядерном чипе Rockchip RK3288 и использует ОЗУ LPDDR3. По мощности он вдвое превосходит модель RPi3. Возможно, ожидаемая в 2019 году четвертая версия сумеет навязать ему конкуренцию.

Отзывы и мнения экспертов

Андрей, Тула: «Компактный, потребляет мало энергии. Присутствует официальная возможность небольшого разгона, хорошо тянет видео в разрешении FullHD c жесткого диска.

Недостатки: сильно греется в нагрузке, неспособен обеспечить питанием HDD даже с адаптером на 2500 mA. Использую в качестве медиацентра с FTP. Планирую сделать из него VPN-сервер. С возложенными задачами справляется хорошо».

Дмитрий, Кисловодск: «Приобрел RPi2. Использую для web-виртуализации. Нормально тянет движок сайта средней загруженности. Прост в настройке, шустрый и энергоэффективный. Можно экспериментировать с установкой разных операционных систем».

Эксперты видят большой потенциал в дальнейшем развитии технологии мини-компьютеров на базе APM-процессоров. С помощью таких устройств можно реализовывать всевозможные коммерческие интернет-проекты. Причины:

  1. Низкая стоимость.
  2. Относительная универсальность.
  3. Открытость аппаратной конфигурации.
  4. Возможности для дальнейшего повышения вычислительных мощностей при условии использования более тонкого техпроцесса.

Энтузиасты в экспериментальных целях даже создают некое подобие суперкомпьютера путем объединения до 64 Raspberry Pi в единую систему. Такой вычислительный центр построен профессором университета Саутгемптона Саймоном Коксом.

На основе мини-компьютеров производства Raspberry Pi Foundation американский энтузиаст Дейв Акерман создал метеозонд, позволяющий получать качественные снимки стратосферы. Многослойная миниатюрная плата легко выдержала температуру -50°С и работу в сильном разреженном воздухе.

Эксперты усматривают и другие перспективы развития этой технологии, вплоть до применения в сфере машинного обучения и облачных вычислений.

В бытовых целях мини-компьютеры можно использовать для создания цифрового настенного календаря, в качестве замены Smart TV, как игровую платформу для запуска android-приложений и т. д. Появление на рынке моделей четвертого поколения Raspberry Pi должно существенно расширить возможности использования мини-компьютеров.

Перейти в магазин

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: