Чем отличаются маленькие компьютеры из семейства Raspberry Pi друг от друга?
Маленькие компьютеры из линейки Raspberry Pi. С каждой новой версией Raspberry Pi мы видели скачки в производительности и общих возможностях. Однако что конкретно отличает их всех друг от друга?
В продаже появились маленькие компьютеры Raspberry Pi 4 (Рисунок 1). Но в чем разница между ним и его предками? Семейство построено на компактных платах, размеры которых почти не менялись с течением времени, даже при использовании более мощных процессоров и добавлении высокоскоростных интерфейсов.
Они, как правило, соответствуют требованиям, предъявляемым к современным компактным модулям, включая поддержку беспроводной связи в маленьких компьютерах Raspberry Pi 3. Все платы построены на основе СнК компании Broadcom с процессорными ядрами ARM. Сложной задачей было удержание цены на уровне 35 долларов.
Таблица 1 суммирует изменения в семействе Raspberry Pi. В нее не включена серия Raspberry Pi Zero, в которой отсутствует Ethernet и поддерживается минимальная память. Существует также серия модулей Pi Compute с тем же процессором и теми же интерфейсами, но в форм-факторе DIMM. Были также такие варианты, как Raspberry Pi 2 Model В и Raspberry Pi Model 3A+. Производительность и возможности Raspberry Pi значительно выросли.
С переходом на четырехъядерный Arm Cortex-A7 характеристики оригинального 32-разрядного одноядерного ARM11 улучшились в шесть раз. Скачок к 64-битной платформе произошел в Raspberry Pi 3 с процессорным ядром Arm Cortex-A53. В последней версии использованы ядра Arm Cortex-A72.
Наиболее значительным изменением, вероятно, является увеличение объема оперативной памяти до 4 ГБ, которой обладают маленькие компьютеры Raspberry Pi 4. Проблема конструирования, как правило, заключается в сложности сохранения низкой цены, поэтому для приложений, не требующих большой памяти, выпускаются версии с меньшим объемом ОЗУ.
Графическим процессором в СнК Broadcom был Videocore IV, но в Raspberry Pi 4 его уже нет — теперь в СнК используется Videocore VI. Это позволяет через два разъема micro HDMI поддерживать мониторы с разрешением до 4К. На всех платформах имеется 15-контактный интерфейс камеры MIPICSI.
Сетевые возможности также неуклонно развивалась благодаря маленьким компьютерам Raspberry Pi, поддерживающего Bluetooth 5.0, 802.11ас/п и Ethernet 1000Base-T. При использовании мезонинных модулей сторонних производителей становится доступной поддержка питания через Ethernet (Power-over-Ethernet -РоЕ).
Высокую оценку пользователей получил переход на поддержку USB 3.0 и использование разъема USB Туре-С. Многим новым USB 3D камерам, таким как RealSense, выпускаемой Intel, требуется производительность USB 3.0. Система управления питанием Туре-С также более надежна.
Предпочтительной операционной системой для семейства Raspberry Pi, как правило, является Linux, но маленькие компьютеры Raspberry Pi 3 и 4 могут работать и с Microsoft Windows 10 loT Core. Также доступно несколько дистрибутивов Raspberry Pi Linux. Raspberry Pi 4 поддерживает расширение Arm TrustZone; СнК Broadcom поддерживает такие функции, как защищенная загрузка, но в Raspberry Pi они не используются.
Это касается больше реализации, чем возможностей. Для обеспечения корня доверия необходим отдельный защищенный элемент. Маленькие компьютеры Raspberry Pi были взломаны в лаборатории NASA, но это проблема связана, скорее с конфигурацией Linux, а не с необходимостью поддержки безопасной загрузки.
В будущем, скорее всего, появится Raspberry Pi 5. На данный момент, однако, доминирует Raspberry Pi 4. Он доступен в форм-факторе стандартного модуля, а также в виде модуля уменьшенного размера Raspberry Pi 4 Zero и в форме вычислительного модуля. Хотя версия с ОЗУ 4 ГБ немного дороже, она стоит своих $55 для приложений, которым требуется больше памяти. Очевидно также, что память DDR4 быстрее и эффективнее, чем DDR2, использовавшаяся в предыдущих версиях.