Lees alles over de Raspberry Pi 5!
De Raspberry Pi 5 is er! Deze heeft een hoop nieuwe functies, is meer dan twee keer zo snel als zijn voorganger en maakt gebruikt van een nieuwe RP1 I/O-controller chip, die Raspberry Pi zelf heeft ontworpen.
De belangrijkste kenmerken op een rijtje:
- 2,4GHz quad-core 64-bit ARM Cortex-A76 CPU
- VideoCore VII GPU, met ondersteuning voor OpenGL ES 3.1, Vulkan 1.2
- Dubbele 4Kp60 HDMI®-schermuitvoer
- 4Kp60 HEVC-decoder
- Dual-band 802.11ac Wi-Fi®
- Bluetooth 5.0 / Bluetooth Lage Energie (BLE)
- Snelle microSD-kaartinterface met ondersteuning voor SDR104-modus
- 2 × USB 3.0-poorten, met ondersteuning voor gelijktijdig gebruik van 5 Gbps
- 2 × USB 2.0-poorten
- Gigabit Ethernet, met PoE+ ondersteuning (vereist afzonderlijke PoE+ HAT, binnenkort beschikbaar)
- 2 × 4-baans MIPI camera/beeldscherm transceivers
- PCIe 2.0 x1 interface voor snelle randapparatuur
- Raspberry Pi-standaard 40-pins GPIO-header
- Real-time klok
- Aan/uit-knop
We hebben de informatie van Raspberry Pi over het nieuwe bordje proberen vertalen in het Nederlands, maar gezien de voertaal in deze wereld Engels is, kan het soms nogal vreemd klinken. Het originele engelstalige artikel kan je vinden via de volgende link: Introducing: Raspberry Pi 5! - Raspberry Pi.
Nieuwe Raspberry Pi met 3 nieuwe chips.
BCM2712
De BCM2712 is een nieuwe 16-nanometer applicatieprocessor (AP) van Broadcom, afgeleid van de 28-nanometer BCM2711 AP die de Raspberry Pi 4 voedt, met talrijke architectonische verbeteringen. Het hart is een quad-core 64-bit Arm Cortex-A76 processor, geklokt op 2,4GHz, met 512KB per-core L2 cache en een 2MB gedeelde L3 cache. Cortex-A76 is drie microarchitecturele generaties na Cortex-A72 en biedt zowel meer instructies per klok (IPC) als minder energie per instructie. De combinatie van een nieuwere kern, een hogere kloksnelheid en een kleinere procesgeometrie levert een veel snellere Raspberry Pi op, die bovendien veel minder energie verbruikt bij een bepaalde werkbelasting.
Deze nieuwere, snellere CPU wordt aangevuld door een nieuwere, snellere GPU: Broadcom's VideoCore VII, ontwikkeld in Cambridge, met volledig open source Mesa drivers van Igalia. Een bijgewerkte VideoCore hardware video scaler (HVS) is in staat om twee gelijktijdige 4Kp60 HDMI schermen aan te sturen, in plaats van een enkele 4Kp60 of dubbele 4Kp30 op Raspberry Pi 4. Een 4Kp60 HEVC-decoder en een nieuwe Image Sensor Pipeline (ISP), beide ontwikkeld op Raspberry Pi, ronden het multimediasubsysteem af. Om het systeem te voorzien van geheugenbandbreedte, hebben we een 32-bit LPDDR4X SDRAM subsysteem, dat draait op 4267MT/s, tegenover een effectieve 2000MT/s op Raspberry Pi 4.
RP1
Eerdere generaties Raspberry Pi waren gebouwd op een monolithische AP-architectuur: hoewel sommige perifere functies werden geleverd door een extern apparaat (de Via Labs VL805 USB-controller en hub op Raspberry Pi 4, en de Microchip LAN951x en LAN7515 USB-hub en Ethernet-controllerchips op eerdere producten), waren vrijwel alle I/O-functies geïntegreerd in het AP zelf. Deze aanpak werd uiteindelijk zowel technisch als economisch onhoudbaar.
Raspberry Pi 5 is daarentegen gebouwd op een gedesaggregeerde chiplet-architectuur. Hier worden alleen de belangrijkste snelle digitale functies, de SD-kaartinterface (omwille van de layout van het bord) en de aller-snelste interfaces (SDRAM, HDMI en PCI Express) geleverd door het AP. Alle andere I/O-functies worden overgeheveld naar een aparte I/O-controller, geïmplementeerd op een ouder, goedkoper procesknooppunt en verbonden met het AP via PCI Express.
RP1 is de I/O-controller voor Raspberry Pi 5, ontworpen door hetzelfde team bij Raspberry Pi dat de RP2040 microcontroller leverde, en net als RP2040 geïmplementeerd op het volwassen 40LP-proces van TSMC. Het biedt twee USB 3.0 en twee USB 2.0 interfaces, een Gigabit Ethernet controller, twee vier-baans MIPI transceivers voor camera en display, analoge video-uitgang, 3,3V general-purpose I/O (GPIO) en de gebruikelijke verzameling GPIO-multiplexed low-speed interfaces (UART, SPI, I2C, I2S, en PWM). Een vierbaans PCI Express 2.0 interface biedt een 16 Gb/s verbinding terug naar de BCM2712.
RP1, dat sinds 2016 in ontwikkeling is, is verreweg het langstlopende, meest complexe en (met $15 miljoen) duurste programma dat Raspberry Pi ooit heeft uitgevoerd. Het heeft in de loop der jaren een aanzienlijke evolutie ondergaan, omdat onze verwachte eisen zijn veranderd: de C0-stap die in Raspberry Pi 5 wordt gebruikt is de derde grote revisie van het silicium. En hoewel de interfaces tot in de kleinste details verschillen van die van BCM2711, zijn ze ontworpen om zeer vergelijkbaar te zijn vanuit een functioneel perspectief, waardoor een hoge mate van compatibiliteit met eerdere Raspberry Pi apparaten is gegarandeerd.
DA9091
BCM2712 en RP1 worden ondersteund door de derde nieuwe component van de chipset, de Renesas DA9091 "Gilmour" power-management IC (PMIC). Deze integreert acht afzonderlijke schakelende voedingen om de verschillende spanningen te genereren die nodig zijn voor het bord, inclusief een quad-fase core voeding, die 20 ampère stroom kan leveren om de Cortex-A76 cores en andere digitale logica in de BCM2712 van stroom te voorzien.
Net als BCM2712 is DA9091 het product van een meerjarige gezamenlijke ontwikkeling. Door nauw samen te werken met het Renesas team in Edinburgh konden ze een PMIC produceren die precies is afgestemd op onze behoeften. En hierdoor waren ze in staat om twee veelgevraagde functies in te bouwen: een real-time klok (RTC), die kan worden gevoed door een externe supercondensator of een oplaadbare lithium-mangaancel en een PC-stijl aan/uit-knop, die harde en zachte uitschakelingen en inschakelingen ondersteunt.
Twee andere elementen van de chipset zijn overgenomen van Raspberry Pi 4. De Infineon CYW43455 combo chip biedt dual-band 802.11ac Wi-Fi en Bluetooth 5.0 met Bluetooth Low-Energy (BLE): terwijl de chip zelf ongewijzigd is, is deze voorzien van een speciale geschakelde voedingsrail voor lager stroomverbruik, en is verbonden met de BCM2712 door een verbeterde SDIO interface die DDR50 modus ondersteunt voor hogere potentiële doorvoer. Net als voorheen wordt Ethernet connectiviteit geleverd door een Broadcom BCM54213 Gigabit Ethernet PHY: deze zit nu in eenhoek van 45 graden, een primeur voor Raspberry Pi, en een bron van blijvende teleurstelling voor orthogonal-layout enthousiasteling en CTO (Software) Gordon Hollingworth.
Form-factor evolutie
Aan de buitenkant lijkt Raspberry Pi 5 sterk op zijn voorgangers. De afmetingen van een creditcard is behouden, maar er zijn wel een aantal elementen gewijzigd:
- De vierpolige composiet video- en analoge audioaansluiting van het bord verwijderd. Composietvideo, nu gegenereerd door RP1, is nog steeds beschikbaar via een paar 0,1"-pinnen aan de onderkant van de printplaat. Daarnaast zijn er nu een paar FPC-connectoren, in de ruimte die voorheen werd ingenomen door de vierpolige stekker en de camera-connector. Dit zijn vier-baans MIPI interfaces, die gebruik maken van dezelfde hogere dichtheid pennenbezetting als op verschillende generaties Compute Module I/O kaarten. Het zijn bidirectionele (transceiver) interfaces, wat betekent dat ze elk kunnen worden aangesloten op een CSI-2 camera of op een DSI beeldscherm.
- De ruimte aan de linkerkant van de printplaat die voorheen werd ingenomen door de displayconnector bevat nu een kleinere FPC-connector die een enkele PCI Express 2.0 lane biedt voor snelle randapparatuur.
-
De Gigabit Ethernet aansluiting is teruggekeerd naar zijn klassieke positie rechtsonder op het bord. Hij heeft ook de vier-pins PoE connector met zich meegebracht, wat de layout van het bord vereenvoudigt ten koste van de compatibiliteit met onze bestaande PoE en PoE+ HATs.
-
Er zijn een paar montagegaten voor een koellichaam gemaakt, evenals JST-connectoren voor de RTC-batterij (twee pinnen), Arm debug en UART (drie pinnen) en ventilator met PWM-regeling en tacho-terugkoppeling (vier pinnen).
Accessoires, accessoires, accessoires
Veranderingen in de lay-out, nieuwe interfaces en veel hogere piekprestaties (en een kleinere toename in het piekverbruik) hebben ertoe geleid dat er een aantal accessoires opnieuw zijn ontworpen en ontwikkeld.
Case
De bijgewerkte behuizing voor Raspberry Pi 5 bouwt voort op de esthetiek van zijn voorganger Raspberry Pi 4, maar voegt een groot aantal nieuwe bruikbaarheids- en thermische beheerfuncties toe.
Een geïntegreerde 2,79 (max) CFM ventilator, met vloeistofdynamische lagers geselecteerd voor een laag geluidsniveau en een langere levensduur, wordt aangesloten op de vierpins JST-connector van de Raspberry Pi 5 om temperatuurgeregelde koeling te bieden. De lucht wordt aangezogen via een 360-graden sleuf onder het deksel, over een koellichaam geblazen dat aan het BCM2712 AP is bevestigd en afgevoerd via connectoropeningen en ventilatiegaten in de basis.
Actieve Koeling
Raspberry Pi 5 is ontworpen om typische werklasten van clients aan te kunnen, zonder behuizing en zonder actieve koeling. Gebruikers die het bord zonder behuizing willen gebruiken onder continue zware belasting, zonder throttling, hebben de optie om een Active Cooler toe te voegen. Deze wordt op het bord bevestigd via twee nieuwe montagegaten en wordt aangesloten op dezelfde vierpins JST-connector als de ventilator..
27W USB-C Voeding
Raspberry Pi 5 verbruikt aanzienlijk minder stroom en draait aanzienlijk koeler dan Raspberry Pi 4 bij een identieke werkbelasting. Het veel hogere prestatieplafond betekent echter dat voor de meest intensieve werklasten, en in het bijzonder voor pathologische "power virus" werklasten, het piekverbruik toeneemt tot ongeveer 12W, tegenover 8W voor de Raspberry Pi 4.
Wanneer we een standaard 5V, 3A (15W) USB-C voedingsadapter gebruiken met Raspberry Pi 5, moeten we standaard de downstream USB-stroom beperken tot 600mA om ervoor te zorgen dat we voldoende marge hebben om deze werklasten te ondersteunen. Dit is lager dan de limiet van 1,2 A op de Raspberry Pi 4, maar over het algemeen nog steeds voldoende om muizen, toetsenborden en andere randapparatuur met een laag stroomverbruik aan te sturen.
Voor gebruikers die randapparatuur met een hoog stroomverbruik, zoals harde schijven en SSD's, willen aansturen en toch een marge voor piekbelastingen willen behouden, is er een USB-C voedingsadapter die een werkingsmodus van 5V, 5A (25W) ondersteunt. Als de firmware van de Raspberry Pi 5 deze voeding detecteert, verhoogt het de USB-stroomlimiet naar 1.6A, waardoor er 5W extra vermogen beschikbaar is voor downstream USB-apparaten en 5W extra budget voor stroom aan boord: een zegen voor diegenen die willen experimenteren met het overklokken van hun Raspberry Pi 5.
Opgemerkt moet worden dat gebruikers de mogelijkheid hebben om de stroomlimiet op te heffen en een hogere waarde op te geven, zelfs als ze een 3A adapter gebruiken. In onze tests hebben we gemerkt dat de Raspberry Pi 5 in deze modus perfect functioneert met typische configuraties van USB-apparaten met een hoger vermogen en met alle werklasten, behalve de meest pathologische.
Camera & display kabels
De nieuwe, hogere dichtheid pin-out van de MIPI-connectoren betekent dat er een adapter nodig is om onze eigen camera's en displays, en producten van derden, aan te sluiten op de Raspberry Pi 5.
Om bestaande bezitters van camera's en displays te ondersteunen, is er een FPC camera- en displaykabels, die converteren van het formaat met hogere dichtheid (nu "mini" genoemd) naar het oudere formaat met lagere dichtheid (nu "standaard" genoemd). Deze kabels zijn verkrijgbaar in lengtes van 200, 300 en 500 mm.
PoE+ HAT
Vanaf begin 2024 zal er een nieuwe PoE+ HAT aangeboden worden. Deze ondersteunt de nieuwe locatie voor de vierpins PoE-header en heeft een L-vormige vormfactor waardoor hij in de behuizing van de Raspberry Pi 5 past zonder mechanisch te storen of de luchtstroom te verstoren.
De nieuwe PoE+ HAT integreert een vlakke transformator in de PCB-lay-out en maakt gebruik van een geoptimaliseerde flyback converter-architectuur om een hoge efficiëntie te behouden over het hele bereik van nul tot 25W uitgangsvermogen.
M.2 HATs
Een van de meest belangrijke toevoegingen aan de functieset van de Raspberry Pi 5 is de single-lane PCI Express 2.0 interface. Bedoeld om snelle randapparatuur te ondersteunen, is deze zichtbaar op een 16-pins, 0,5mm pitch FPC connector aan de linkerkant van het bord.
Vanaf begin 2024 zullen er een paar mechanische adapterkaarten aangeboden worden die converteren tussen deze connector en een subset van de M.2 standaard, zodat gebruikers NVMe SSD's en andere M.2-formaat accessoires kunnen aansluiten. De eerste, die voldoet aan de standaard HAT-vormfactor, is bedoeld voor het bevestigen van grotere apparaten. De tweede, die overeenkomt met de L-vormige vormfactor van de nieuwe PoE+ HAT, ondersteunt de montage van 2230- en 2242-formaat apparaten in de behuizing van de Raspberry Pi 5.
RTC battery
Als laatste, maar zeker niet minst belangrijke, werd er een Panasonic lithium mangaan oplaadbare knoopcel gevonden, met een voorgemonteerde twee-pins JST plug en een zelfklevend montagepad. Deze is geschikt om de Raspberry Pi 5 real-time klok (RTC) van stroom te voorzien als de hoofdvoeding is uitgeschakeld.
Een nieuwere, betere Raspberry Pi OS
Parallel aan de laatste fases van het Raspberry Pi 5 programma is het softwareteam druk bezig geweest met de ontwikkeling van een nieuwe versie van Raspberry Pi OS, het officiële besturingssysteem van de eerste partij voor Raspberry Pi-apparaten. Deze is gebaseerd op de meest recente release van Debian (en zijn afgeleide Raspbian), codenaam "Bookworm", en bevat talrijke verbeteringen, met name de overgang van X11 naar de Wayfire Wayland compositor op Raspberry Pi 4 en 5.
Raspberry Pi OS wordt half oktober gelanceerd en zal het enige ondersteunde besturingssysteem van de eerste partij zijn voor de Raspberry Pi 5.
Meer informatie nodig over Raspberry Pi?
Breng een bezoek aan één van onze winkels in Aalst, Gent of Hasselt of contacteer ons telefonisch of via email! Onze contactgegevens kan je vinden door op de volgende link te klikken:
Datum laatste aanpassing: 29 september 2023
Bron & foto's (C) Raspberry Pi: Introducing: Raspberry Pi 5! - Raspberry Pi