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图1 第五代树莓派(图片来源:树莓派官网)
深受创客喜爱的树莓派单板计算机近年来因疫情影响,不仅缺货且影响新一代产品的推出时间,在长期间停留于第四代后,近期总算预告要推出第五代了,且与过往相当不同。
第五代树莓派
第五代使用新的四核芯片BCM2712,频率达2.4GHz,宣称效能是第四代的2-3倍;内存为4GB或8GB,容量上没有超越;过去DSI连接器一组、CSI连接器一组,现在变成DSI/CSI两组,依然是两组但运用弹性更好(新接脚,不兼容过往),可以两个都是显示器或两个都是摄影机,然后又多了一个PCIe接口(x1的传输巷)的连接器。
图2 主控芯片BCM2712(图片来源:树莓派官网)
图3 两组DSI/CSI双用接口(图片来源:树莓派官网)
树莓派官方也预告,2024年会推出2款转接器,一个是把PCIe界面转接成M.2接口以便连接高速的固态硬盘,或其他也使用M.2接口的硬件外围;另一个是把第五代板子上新设置的4-pin PoE+接口接脚转接,可提供最大25瓦的电力,一般估计是用来供电给连接PCIe接口的固态硬盘之用,如2230(长宽22 x 30mm)、2242(长宽22 x 42mm)尺寸的固态硬盘。
图4 M.2界面转接器的雏形品,尚未定案(图片来源:树莓派官网)
图5 PoE+界面转接器的雏形品,尚未定案(图片来源:树莓派官网)
值得注意的是,高速I/O部分树莓派用上了一颗新的专属芯片称为RP1(出自原来RP2040芯片设计团队之手),但其实早于2016年就提案开发,RP1负责以太网络、摄影机、显示器、GPIO等I/O工作。
图6 树莓派另一个官方专属芯片RP1,负责I/O工作(图片来源:树莓派官网)
另外有一颗电源管理芯片(PMIC)是由日本瑞萨Renesas提供,芯片编号DA9091(Gilmour),最高可提供20安培电流,是因应新主控芯片而配置的。
进一步的,第五代树莓派也有了即时钟(Real-Time Clock, RTC)功能,并设有接脚可以连接外部电池(有官方版电池,5美元)或外部超电容以持续供电运作,这在一般个人计算机上,早于1984年的IBM 286计算机就有的,但树莓派为追求低成本一直未配置,另一个长时间追求低成本而未配置的是电源按钮,第五代总算提供。
图7 瑞萨Renesas编号DA9091的PMIC电源管理芯片(图片来源:树莓派官网)
图8 官方版的即时钟供电电池(图片来源:树莓派官网)
此外,一些没有改动的东西也有强化,例如microSD接口支持SDR104模式,传输率可到104MB/Sec,或Wi-Fi、蓝牙芯片依然是德国英非凌Infineon的CYW43455,但供电部分的设计持续精进可以更省电运作,并用更快的方式(SDIO接口,DDR59模式)与主控芯片连接,传输瓶颈减少。
其他如GPIO接脚维持40-pin,看来笔者之前猜测会废除GPIO的推想没有实现,至少这一代还有,另外也猜测会加装上RP2040芯片也是没有,勉强说RP1是RP2040的另一种替代。
不相容的部份
有了上述种种好康,所以第五代树莓派依然可以跟过去的树莓派一样,使用相同的外壳、使用相同的供电变压器、使用相同的被动式散热片散热,以及使用相同的作业系?对此答案统统为否,一律要使用新的。
首先是主控芯片效能更强了,这次强制使用主动式电动风扇散热,无法只靠散热片了;然后也因为风扇以及新增各种接脚的缘故,原有的机壳也无法兼容使用了;既然效能更强,用电也会更凶,供电器必须用新的,最高能到27瓦电力的。
图9 第五代强制使用电动风扇散热(图片来源:树莓派官网)
图10 因为新的I/O配置、强制配置风扇等因素也必须用新机壳(图片来源:树莓派官网)
操作系统也是,毕竟有太多新硬件要支持,可支持第五代的新版树莓派操作系统(基于代号Bookworm的Debian核心)预计10月中推出,第五代树莓派售价60美元(例行性宣称价格,实际市面价多高于此)。
总结
最后树莓派官方也强调第五代耗费七年时间设计,研发费用约2,500万美元,在英国剑桥设计,在韦尔斯的Sony技术中心制造,机壳由英国T-Zero制造。
整体而言,树莓派日益向一台正规桌面计算机看齐,为此加入电源钮、即时钟,各方面规格也持续强化精进等,但依然极力压低价格,至于更高规格将带来如何的新应用仍有待观察。
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