Raspberry PI 5评论:微小单板电脑的重大升级

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树莓派主宰了制造商领域长达十年之久。供应链问题随后结束了这种高涨的势头。有了树莓派5,树莓派基金会现在正试图打破束缚。

新款树莓PI 5的速度是前几款的两到三倍。这篇文章总结了迷你计算机在前两个月如何证明自己,以及它的缺点是什么。

在早期树莓派模型的逻辑中,本文处理的是“5B”模型。由于目前没有其他型号的PI 5,我不会在下面使用这个确切的型号名称。

有什么新鲜事吗?

从外观上看,覆盆子PI 5看起来和它的前身很像。电路板的大小没有变化,40针的GPIO条带也是如此。与型号4B相比,USB端口和网络插座已交换。然而,第一种视觉印象是具有欺骗性的。在现实中,有根本性的创新。

最重要的是新的BCM 2712 SoC(片上系统),它的四个Cortex-A76内核的时钟频率为2.4 GHz。根据应用的不同,博通芯片的速度是其前身的两到三倍。这是性能的巨大提升,但也是以更高的功耗和散热问题为代价的。

与之前的机型不同,音频电缆的3.5 mm插座被移除–这是现在大多数智能手机的标准。当将Raspberry Pi用作音频播放器或网络收音机时,这一点尤其令人遗憾。

有一个新的PCIe连接器可用于此目的。然而,您不能简单地将固态硬盘连接到那里:在不久的将来,将会有插件板(帽子,顶部连接的硬件)允许您将PCIe固态硬盘连接到Raspberry PI。制造商菠萝和皮莫罗尼已经推出了这样的帽子,预计将于2024年初交付。

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相机和迷你显示屏的连接已经改变。早期的型号有两个用于带状电缆的CSI(摄像头串行接口)连接,一个用于摄像头,另一个用于外部显示器。另一方面,Raspberry PI 5有两个更小的FPC(柔性印刷电路)接口,可以通用:因此也可以连接两个摄像头或两个显示器。

但是,如果您已经有摄像头模块,则需要一条新的连接电缆(约2美元)。你应该把它和覆盆子PI 5一起点。

一项新功能是实时时钟(RTC),它可以通过一个微小的连接器由外部电池供电。如果你正在做一个覆盆子没有互联网连接的项目,RTC就特别重要。在这种情况下,RTC和电池确保即使在重新启动或电源故障的情况下也不会丢失设置的时间。

最不起眼的新功能之一是一个很小的开/关按钮,你可以用它来打开和关闭设备。为了防止误操作,你必须按住按钮几秒钟才能将其关闭。

这个按钮在我的日常工作中被证明是非常实用的。以前,您必须在关机后断开并重新连接USB-C电缆才能重新启动主板。现在,快速按下按钮就足够了。这不仅更加方便,还延长了USB-C插座的使用寿命。

覆盆子PI 5目前有4 GB或8 GB内存。电路板上的标记表明,也计划推出1 GB和2 GB的更便宜的版本。

新的I/O控制器RP1

除了SoC,Raspberry PI 5板上还有第二块芯片:由Raspberry Pi Foundation开发的新RP1 I/O控制器负责控制SD卡插槽、USB接口、外部MIPI摄像头和显示器、千兆以太网连接以及GPIO(包括6×UART、7×I2C、3×I2S、2×PWM)。

从用户的角度来看,RP1芯片主要是通过更高的I/O速度而引人注目,例如当并行使用几个USB设备时。现代SD卡(SDR104标准)的传输速度翻了一番。

然而,RP1芯片也有一个缺点:用于低级控制GPIO的旧库不再起作用。这会影响用于Python编程的RPi.GPIO模块等。尽管多年来已经有了各种替代方案(gpiozero、lgpio、gpiod、rpi.lgpio),但RPi.GPIO模块在许多Python脚本中使用。这些脚本现在必须适应与RP1芯片兼容的新模块。

电力供应

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就电力供应而言,有好消息也有坏消息。一方面,Raspberry Pi 5可以通过USB为外部设备提供相对较大的电量,这是一个好消息。另一方面,这一功能和明显更快的SoC比旧型号需要更多的电力。

树莓派基金会建议使用官方的27瓦电源单元。只要没有连接USB设备,较弱的电源单元也就足够了。下限是15瓦。事实上,树莓PI在大多数情况下需要的电力要少得多:

空闲时间约2-3W

满载约7W

这些数字适用于没有外部硬件(但有活动的WLAN),并且仅略高于前身PI 4的数字。然而,型号5仅对连续运行的原始电源感到满意。对于我的池中的其他电源单元(12瓦手机电源单元,用于外部显示器的20瓦电源单元),桌面显示一条警告,外部(USB)设备无法提供足够的电力。甚至在使用12瓦电源装置时也会发生崩溃。

但这还不是全部:强大的USB-C电源单元甚至可能出现问题!USB标准允许为电源提供不同的电压。对于低功率,5伏是常见的。(5V×3A产生15瓦的功率。)但是,许多电源单元还支持其他电压,如9、12、15和20伏(例如,12V×3A的功率为36W)。

USB标准规定了电源和设备如何就电压达成一致。然而,问题是,树莓PI 5只接受5V的电压。为了使迷你计算机获得25瓦的功率,电源单元必须在5A时提供5V。许多电源单元避免了如此大的电流,只有在较高电压的情况下才能提供更多功率。因此,即使您使用的是30瓦的电源设备,也可能会收到电源设备太弱的警告。

正如你所看到的:树莓PI 5在电源方面相当敏感。最安全的做法是在购买时始终订购官方供电。

基准、冷却、超频

启动Raspberry PI 5后,只需大约20秒就可以完全设置桌面。相比之下,之前的型号大约需要37秒。

当涉及到交互操作时,小型机也感觉要快得多。你可能更喜欢确凿的事实。这就是为什么我们在PI 5和它的前身PI 400上运行Geekbench基准测试。结果可以在迷你表“Geekbase Benchmark”中找到,并证实了主观印象。

在没有冷却的情况下,PI 5在负载下加热到85度,然后将时钟频率降低到1.5 GHz。因此,建议将散热器和风扇作为一套设备提供。在Raspberry PI OS下,有一个动态的风扇控制。然后风扇通常保持静音(即使在更新期间也是如此)。仅当CPU负载较重的时间较长时,风扇才会逐渐启动。

然而,这种风扇控制并不是在所有的发行版中都起作用:在Ubuntu 23.10下,风扇以最大速度连续运行,然后发出相当恼人的噪音。

冷藏箱是绝对必要的吗?如果你在住房中使用树莓PI,绝对是!没有外壳,覆盆子PI确实会变得非常热,但在温度变得关键之前,它会自动减速。

如果你想最大限度地利用PI 5,尽管它的性能令人印象深刻,你可以尝试超频。为此,请更改“/ot/config.txt”文件中的几行内容,然后重新启动设备:

如果一切运行稳定,您可以进行下一次尝试。当然,超频只有在与风扇结合使用时才有意义。据博客报道,CPU时钟频率最高可达3.1 GHz。然而,这也增加了功耗和散热,并缩短了系统的使用寿命。互联网上有各种广泛涉及基准和超频的网站:

福罗尼克斯

SBC对Github的评论

杰夫·格林的博客

对于某些服务器应用程序,I/O速度几乎比CPU性能更重要。Github的一个基准脚本证明,PI 5在这里也优于它的前身,但差异并不显著。如果您需要更高的I/O性能,您将需要通过USB或很快通过PCIe HAT连接固态硬盘。

新款覆盆子PI OS

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在Model 5中,Raspberry Pi Foundation还推出了Raspberry Pi OS发行版的更新版本。虽然桌面在视觉上和操作上都没有变化,但在幕后已经做出了重大改变:Raspberry-PI-OS现在使用Debian 12“BookWorm”作为其基础。

64位版本首次被官方推荐。即使是内核也是6.1版的最新版本。Wayland被用作标准图形系统。Pixel桌面仍然基于LXDE组件,但使用了与Wayland兼容的新的Wayfire合成器。

音频系统使用Pipewire,网络配置由网络管理器处理。这意味着软件组件几乎和Ubuntu或Fedora一样现代化。

如果你通过远程维护来操作树莓PI,Wayland是不利的。过去很流行的Real VNC工具还不能与Wayland兼容。

有两种解决方案:你可以在“树莓PI配置”程序的“接口”对话框中设置“VNC”选项。这将激活Wayland兼容的新型VNC服务器Wayvnc。最好在Linux、Windows或Mac OS下使用免费的Tiger VNC作为客户端。或者,您也可以在“高级选项”下使用raspicfig重新激活传统的X11。然后,真正的VNC将再次工作。

Raspberry PI OS的安装没有更改:您可以从www.raspberypi.com/soft/加载Raspberry PI Imager,并使用它来选择所需的操作系统和SD卡。在第二步中,您可以执行初步配置。在第一次启动树莓PI OS后,你可以在“树莓PI配置”程序中进行进一步的设置,并进行初始更新。总而言之,建立一个树莓PI现在真的是小菜一碟。

NAS使用还是媒体中心?

Raspberry PI 5实际上为自建NAS数据服务器提供了理想的条件。然而,在2023年底,软件问题仍然是阻碍:流行的开源NAS程序Open Media Vault(OMV)的当前版本6与Raspberry Pi OS BookWorm不兼容。

只有目前处于测试阶段的新版本7将提供补救措施。然而,目前还不清楚OMV 7何时准备就绪。不幸的是,不可能同时切换到OMV 6和Raspberry Pi OS Bullseye。这款PI OS与Raspberry PI 5的硬件不兼容。

带有Libre Elec的媒体中心:BCM 2712系统芯片包含一个可以处理4K60的HEVC解码器。使用其他编解码器的电影必须使用软件进行解码。PI 5的计算能力足以流畅地显示1080p的H.64、VC1和VP9格式的视频。根据Libre-Elec开发人员的说法,一些视频甚至可以播放4K分辨率(例如4K30的VP9文件)。

总而言之,Model 5非常适合用作媒体中心。为此,最受欢迎的发行版将是Libre Elec(与Kodi一起)。然而,情况与OMV类似:当前版本11不兼容PI-5,新版本12尚未准备好。我用夜间构建进行了测试,它已经被证明是相当稳定的。

幸运的是,在这个早期版本中已经实现了动态风扇控制,并且风扇在我的测试期间保持静音。不出所料,Libre Elec界面运行绝对顺畅。初始配置工作完成后,从本地来源(SD卡、固态硬盘、NAS设备)播放电影也可以毫不费力。

在YouTube等在线服务或Arte+7等媒体库中使用插件则不那么令人愉快,因为这些插件几乎总是以(非常)低的分辨率向Raspberry PI传输视频素材。即使是最快的CPU对此也无能为力。

价格和供应情况

随着技术规格的提高,价格也随之上涨。亚马逊目前的基本款4 GB内存售价约为75美元,8 GB版本售价约为115美元。额外的价格只有在特殊情况下才是值得的,例如,如果主板要大量用作台式计算机。在纯板价格的基础上增加了以下成本:

官方27瓦电源装置,约15美元

覆盆子PI RTC模块,约8美元

摄像头的CSI至FPC电缆,约$2

官方风扇+散热器,大约。$6

带风扇+散热片的外壳,约10美元

但是,你能买到树莓派5吗?自2023年10月推出以来,供应情况差异很大。在许多零售商,第一批送货很快就销售一空。

Https://rpilocator.com网站可以帮助你找到树莓派。它列出了重要的PI交易商的价格和库存水平。但是,您也可以在那里显示的结果之外进行搜索!

我们的结论

有了Model 5和新的Raspberry Pi OS,Raspberry Pi Foundation几乎一切都做得很好:即使是要求苛刻的程序,如Firefox、Chromium和VS Code,也可以在桌面上绝对流畅地运行。工作只是一种乐趣。在正常使用时,迷你电脑仍处于静音状态。如果安装了风扇,它只会在较长的CPU密集型工作期间启动。PI 5非常适合用于服务器(NAS)、媒体中心、家庭自动化或台式机。

最大的劣势是它的价格。虽然对于早期的型号来说,冲动购买试验仍然是可以想象的,但现在需要一个明确的目的来证明成本是合理的。之前的型号更适合业余爱好者和制造商。它们速度足够快,对电源不那么挑剔,运行起来不那么热,更便宜,目前更容易获得。

覆盆子派5号的联系

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USB-C电源插座

2 x微HDMI输出(最大4K@60赫兹)

Micro SD卡底面插槽

用于连接PCI盘/设备的PCIe条带

2个USB-A外接设备插座(USB 3)

2个USB-A插槽(USB 2)

RJ45千兆以太网端口

40针GPIO条带,与以前的型号针脚兼容

用于连接风扇的连接器

2个FPC接口,用于外部显示器或摄像头

SD卡插槽上方的小开/关按钮

这篇文章是从德语翻译成英语的,最初发表在pcWelt.de上。

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编译:盼盼云笔记

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