在“黑匣子”、“核代码”等“烧烤”的提及之间,对未来树莓5的描绘显然不具有契约性。但我们现在知道基金会已经开始下一代的开发。这促使我们评估当前形势,想象未来纳米计算机冠军的进步领域。
负责开发同名迷你计算机的 Raspberry Pi 基金会刚刚宣布启动其第五次主要迭代的开发,并在其 Twitter 帐户上简单提及:Pi 5。提及并附有逻辑图从远处看,这类似于第一个原型……这实际上只是一个大笑话。我们已经发现其中提到了浏览器(Firefox 与 Chrome)或著名的多媒体发行版 Kodi,显然与 schmilblick 无关。这并不是因为这些不同的软件程序无疑能够在这个未来的 SBC 上运行(单板计算机,单板上的计算机)这些程序成为电子设计的焦点。
圆周率5pic.twitter.com/iCCIQRMmpF
— 树莓派 (@Raspberry_Pi)2022 年 12 月 15 日
但更应该让人眼睛出血的是那些疯狂提及的“黑匣子”(黑匣子)、“后门”(后门)、“核代码”(核密码)或者甚至是首字母缩略词WTF(搞什么鬼……我不会为你翻译,是吗?)或烧烤(烧烤)它们可以让书呆子们微笑。话虽如此,尽管这一公告可能已经破旧不堪,但事实仍然是,它标志着基金会就其未来地图进行沟通的开始。一台完整的低成本计算机,最初是一个针对教育环境的项目,后来成为事实上的行业多标准。
股票回归背景下的起源
Raspberry Pi 5 卡的开发或多或少是在基金会刚刚就重新建立 Raspberry Pi 4 的库存进行沟通的同时宣布的。因此,背景很重要:自发布以来已经一年半了。卡已经在Dropper上面向普通公众提供,基金会优先考虑专业市场。该基金会承诺在 2023 年第二季度恢复到大流行前的供应水平,并从下半年开始“无限库存”。因此,众多放缓或停滞的个人和专业项目应该能够在 2023 年成形。在这一年中,现已使生产重回正轨的基金会不应再将资源投入到危机管理中。现有的一个,而是要开发后继的。
铝另请阅读: Raspberry Pi 终于在 2023 年恢复库存了……但还会增加!(2022 年 12 月)
这个时机让我们可以问自己关于 Raspberry Pi 5 开发挑战的问题。与其说是想要廉价仿真控制台的复古游戏玩家的不满清单,不如说是那些建立项目的人的真正需求。这些需求的核心显然是一体化芯片(SoC片上系统)为每张卡提供动力。但不仅如此。
Raspberry 5 从哪里来,又该去哪里?
树莓派1B | 树莓派2B | 树莓派 3 B+ | 树莓派4B | 树莓派5 | |
系统芯片名称 | 博通BCM2835 | 博通 BCM2836 | 博通 BCM2837B0 | 博通 BCM2711 | ? |
雕刻精细度 | 65纳米 | 40纳米 | 40纳米 | 28纳米 | ? |
CPU 核心的数量和类型 | 1x ARM1176JZF-S | 4× 皮质-A7 | 4× 皮质-A53 | 4x Cortex-A72 | ? |
中央处理器频率 | 700兆赫 | 900兆赫 | 1.4GHz | 1.5 GHz(@1.8 GHz) | ? |
GPU 名称和类型 | 博通 VideoCore IV | 博通 VideoCore IV | 博通 VideoCore IV | Broadcom VideoCore VI | ? |
GPU频率 | 250兆赫 | 250兆赫 | 400 MHz(核心)/300 MHz(V3D) | 500兆赫 | ? |
目前,该公司最高端的型号是Raspberry 4 Model B。其SoC是Broadcom BCM2711,该芯片采用28 nm工艺,配备4个ARM Cortex-A72内核,工作频率在1.5 GHz(初始频率)和1.8 GHz之间。视频部分是 Broadcom 的内部 GPU,“VideoCore VI”,主频为 500 MHz。集成该芯片的卡可管理千兆以太网、Wi-Fi 5 和蓝牙 5.0 网络。
如果我们从基础上看一下主要“B”型卡的汇总表,我们很快就会看到未来 Raspberry 5 可能需要改进的地方。首先是雕刻的精细度:该芯片已经运行了两年28 nm 代,只有减少这种雕刻才能显着提高性能。特别是因为 Raspberry Pi 4 以其高频导致的快速发热而闻名。因此,解决方案是切换到节点更密集,如 22 nm,甚至 16 nm。转到下面这些节点看起来很困难,因为存在价格爆炸的风险——Raspberry Pi 以其 30 至 40 欧元的基本价格而闻名。
另请阅读:得益于 Vulkan 驱动程序,Raspberry 4s 在 3D 方面将变得更加高效(2022 年 8 月)
关于 CPU 的性质,基金会可能会决定在一代变更时采用更多内核(Cortex-A76?X1?),但复杂性的竞争也受到价格的限制。 Raspberry Pi 5 在 GPU 方面也值得期待,无论是其显示控制功能(许多专业项目使用这些卡来驱动屏幕),还是其处理像素以控制不同相机模块的能力。如果(复古)游戏玩家梦想额外的 3D 能力(应该有机地实现),但他们不在基础工程师的瞄准范围内。最后,在网络方面,我们等待 Wi-Fi 6 的到来可能是正确的,特别是因为博通是嵌入式网络芯片的冠军。然而,有线网络超过千兆位的希望不大,因为控制器相当昂贵。对于 Raspberry 基金会来说,价格是问题的症结之一。
紧张世界中棘手的价格问题
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Raspberry Pi 的成功(因为有多种卡格式)部分是由于价格非常适中。从 Raspberry Pi Nano、零到计算模块 (CM),再到我们在这里讨论的标志性完整 SBC,公开价格限制在 5 欧元到 90 欧元之间。但疫情、地缘政治紧张局势和能源价格上涨正在推高价格。我们在这里谈论的是全部价格:无论是盒子、PCB、电阻还是 SoC 本身。
因此,未来 Raspberry Pi 5 的部分设计挑战是在保持有吸引力的价格的同时大幅改进其“冠军”卡。这是一种微妙的平衡行为,但基金会在这方面表现出色。