Raspberry Pi Одноплатный микрокомпьютер

Основные статьи:

• Компьютер
• Компьютеры (рынок России)
• Компьютеры (мировой рынок)
• Компьютеры (рынок СНГ)
• Компьютеры (рынок EMEA)

Raspberry Pi – одноплатный микрокомпьютер, изначально разработанный для обучения информатике. Однако впоследствии проект приобрел популярность и распространение благодаря вычислительным мощностям и совместимости с различным программным обеспечением, которое позволяет осуществлять не только передачу данных, но и проводить предварительную обработку полученной информации. Raspberry Pi используется в создании приложений и систем для интернета вещей.

2023: Raspberry Pi 5

28 сентября 2023 года стало известно о том, что спустя более четырёх лет с момента создания платы Raspberry Pi 4 организация Raspberry Pi Foundation представила плату следующего поколения - Raspberry Pi 5, которая поступит в продажу в конце октября 2023 года по цене $60 за вариант с 4 ГБ ОЗУ и $80 за вариант с 8 ГБ ОЗУ. Для сравнения плата Raspberry Pi 4 с 2 ГБ ОЗУ продавалась за $35, 4 ГБ ОЗУ - $55, а 8 ГБ ОЗУ - $75, но при этом заявлено, что производительность платы Raspberry Pi 5 в 2-3 раза выше Raspberry Pi 4.

Raspberry Pi 5

Как сообщалось, Raspberry Pi 5 включает:

• SoC Broadcom BCM2712 2.4GHz на базе 4-ядерного 64-разрядного CPU Arm Cortex-A76. Процессор производится по техпроцессу 16nm, поддерживает расширение для оптимизации криптографических операций, оснащён L2-кэшем в 512KB на каждое ядро и общим L3-кэшем в 2 МБ. Чип специально разработан для платы Raspberry Pi 5 и по уровню производительности способен справляться с типовыми нагрузками для рабочих станций. При проектировании платы использовалась концепция чиплетов. Для сравнения плата Raspberry Pi 4 поставлялась с SoC BCM2711 на базе 4-ядерного 64-разрядного CPU Arm Cortex-A72, производимого по техпроцессу 28nm и работающего на частоте 1.5GHz.
• GPU VideoCore VII 800MHz c поддержкой графических API OpenGL ES 3.1 и Vulkan 1.2 (в Raspberry Pi 4 поставлялся GPU VideoCore VI).
• 2 порта Micro HDMI с поддержкой HDR и качества 4Kp60 при одновременном выводе через два порта. Заявлено об изначальной поставке полностью открытых драйверов для Mesa. В Raspberry Pi 4 было два порта Micro HDMI, поддерживающих вывод с качеством 4Kp60 при выводе через один порт и 4Kp30 при выводе через два порта.
• Встроенный аппаратный декодировщик для видео в формате HEVC/H.265, поддерживающий декодирование видео с качеством 4Kp60.
• 4 или 8 ГБ ОЗУ (LPDDR4X-4267 SDRAM). Производительность памяти более чем в два раза выше, чем в Raspberry Pi 4 (4267MT/s против 2000MT/s). В дальнейшем ожидается версия с 16 ГБ ОЗУ.
• Wi-Fi 802.11ac с поддержкой работы на частотах 2.4GHz и 5GHz.
• Bluetooth 5.0 / Bluetooth Low Energy (BLE).
• Слот microSD с поддержкой режима SDR104.
• Два порта USB 3.0 с пропускной способностью 5Gbps и два порта USB 2.0.
• Гигабитный Ethernet с поддержкой PoE (Power over Ethernet).
• Два 4-линейных MIPI-трансивера для камеры и экрана (сдвоенный разъём MIPI CSI/DSI).
• Один слот PCIe 2.0 (из-за необходимости уместить слот в миниатюрный форм-фактор использован нестандартный разъём).
• Питание 5V/5A через USB-C. Из-за возрастания энергопотребления блоки питания от старых плат Raspberry Pi могут не подойти, рекомендуется БП с мощностью 27W. Также рекомендуется использовать корпус с кулером для активного охлаждения.
• Типичный для Raspberry Pi 40-пиновый GPIO.
• RTC (Real-time clock) с отдельным аккумулятором.
• Кнопка включения питания.

Размер платы и форм-фактор не изменился и по-прежнему соответствует моделям "B" плат Raspberry Pi. В качестве операционной системы на Raspberry Pi 5 можно будет использовать следующий выпуск Raspberry Pi OS на базе Debian 12, который планируют сформировать в середине октября 2023 года^[1].

2022: Pi Pico W

30 июня 2022 года стало известно о том, что компания Raspberry Pi Foundation выпустила обновленную версию своего самого дешевого микрокомпьютера – Pi Pico. Плата получила название Pi Pico W, в котором дополнительная буква указывает на главное, хотя и не единственное, но весьма важное отличие модели в техническом плане.

Pi Pico W

Как сообщалось, Pi Pico W получила отдельный распаянный на плате модуль Wi-Fi, расширяющий список вариантов ее использования. Это универсальный контроллер, на базе которого можно собирать различные гаджеты, включая робототехнику и устройства интернета вещей.

Установка обновленного модуля привела к повышению стоимости Pi Pico W на треть в сравнении с обычным Pi Pico. Последний оценивается в $4 (205 руб. по курсу ЦБ на 30 июня 2022 г.), тогда как Pi Pico W стоит $6 (306 руб.). Временной промежуток между выходами контроллеров составил около полутора лет – Pi Pico появился в начале 2021 г.

Дату начала Pi Pico W продаж сотрудники Raspberry Pi Foundation не называют, но, судя по всему, возможность приобрести контроллер появится в ближайшем будущем. Первая партия будет состоять из 50 тыс. экземпляров, а до конца 2022 г, как сообщил представитель Raspberry Pi Foundation Эбен Аптон (Eben Upton), с конвейера сойдет еще около 2 млн Pi Pico W.

Модуль Wi-Fi на плате с W спрятан под металлическим экраном. Это микросхема Infineon CYW43439, поддерживающая только стандарт 802.11n, он же Wi-Fi 4. В диапазоне 5 ГГц она не работает, так что покупателям придется ограничиться возможностями базового 2,4 ГГц. Для оптимизации сигнала используется интегрированная антенна ABRACON, для безопасной передачи данных – протокол шифрования WPA3.

Как и Pi Pico, контроллер построен на фирменном процессоре RP2040 с архитектурой ARM и парой ядер Cortex M0+, частота которых варьируется от 48 до 133 ГГц. Этот CPU выпускается по 40-нанометровым нормам на заводе TSMC и содержит в себе 264 КБ оперативной SRAM-памяти, DMA-контроллер, 16 PWM-каналов, по два UART, SPI- и I2C-контроллера.

Pi Pico W базируется на чипе, которому в 2022 году исполнилось шесть лет. Несмотря на это, он поддерживает подключение дополнительного хранилища емкостью до 16 МБ посредством выделенной шины QSPI.

На плате Pi Pico W есть модуль флеш-памяти объемом 2 МБ и микросхема питания, позволяющая контроллеру работать при напряжении 1,8-5,5 В.

У Pi Pico W есть разъем Micro-USB 1.1, используемый для питания и передачи информации. В наличии 26 GPIO-контактов, трехконтактный SWD-порт для отладки, часы реального времени и аппаратный таймер. Плата работает в температурном диапазоне от -20 до +70 градусов Цельсия. За этим следит отдельный 12-битный датчик температуры.

По расположению основных компонентов Pi Pico W от Pi Pico не отличается никак. На плате оригинального Pi Pico было заранее оставлено немало свободного пространства, словно разработчики с самого начала знали, что в будущем выпустят улучшенную версию контроллера. Тем не менее, официально они об этом не заявляют.

Как бы то ни было, на плате Pi Pico W, несмотря на то, что ее размеры составляют всего 51х21 мм, еще есть пустующее пространство. Это повышает вероятность появления модификации с Bluetooth-модулем.

Еще одно отличие Pi Pico W от Pi Pico кроется в самой плате контроллера. Как сообщалось, разработчики отказались от двухслойной платы в пользу четырехслойной. Вероятно, это тоже повлияло на итоговую цену^[2].

2021: Raspberry Pi Zero 2 W

28 октября 2021 года стало известно о том, что Raspberry Pi Trading дополнила линейку своих компьютеров моделью Raspberry Pi Zero 2 W. Обновленная версия одноплатника со встроенными Wi-Fi и Bluetooth унаследовала от предшественника компактные размеры, но существенно продвинулась в вопросе производительности – в некоторых тестах модель почти в пять раз быстрее первой версии девайса.

По заявлению создателей, в многопоточном режиме при тестировании утилитой sysbench модель демонстрирует почти ровно в пять раз более высокие результаты в сравнении с оригинальным Pi Zero. Однако в отличие от него Pi Zero 2 W, как и Pi Zero W, несет «на борту» дополнительные модули беспроводной связи, что сказывается на его цене. Свежий Raspberry можно приобрести за $15.

Несмотря на выход обновленной модели, Raspberry Pi не планирует сворачивать производство Pi Zero и Pi Zero W. По мнению разработчиков, улучшенная версия Zero 2 W гармонично вписывается в семейство Zero.

В октябре 2021 года сообщалось о том, что Raspberry Pi впервые за всю историю проекта повысил цену на один из своих продуктов. Таковым стала 2-гигабайтная модель Raspberry Pi 4, которая подорожала почти на треть. Кроме того, компания присвоила некоторым моделям одноплатников низкий приоритет. Всему виной повышенный спрос на продукцию британской компании на фоне глобального дефицита полупроводников.

В основе модернизированного одноплатника Pi Zero 2 W лежит однокристальная система Broadcom BCM2710A1, точно такая же, как и в стартовой версии полноразмерного Raspberry Pi 3. Единственное отличие заключается в том, что в обновленном мини-компьютере частота всех четырех 64-битных ядер ARM Cortex-A53 принудительно снижена до 1 ГГц.

Pi Zero 2 W обладает 512 МБ оперативной памяти LPDDR2 производства Micron в единой упаковке (SiP) RP3A0 с микросхемой BCM2710A1. Авторство дизайна упаковки и всего одноплатного решения принадлежит Саймону Мартину (Simon Martin), экс-инженеру Broadcom.

По словам главы Raspberry Pi Trading, Эбена Аптона (Eben Upton), именно благодаря труду этого специалиста габариты Zero 2 W (65x30 мм) совпадают с таковыми Zero W. Таким образом, клиенты компании смогут найти применение старым корпусам для одноплатника после приобретения данной модели. Модель также совместима с большинством прочих аксессуаров.

Кроме того, в Zero 2 W, как и во всех последних продуктах производства Raspberry Pi используется обновленный термоинтерфейс на основе толстого слоя меди, который обеспечивает более качественное отведение тепла. По словам Аптона, Zero 2 W без корпуса при температуре окружающей среды на уровне 20 градусов Цельсия спокойно и сколь угодно долго выдерживает стресс-тест LINKPACK, причем без снижения производительности со временем. Что касается сетевых возможностей платы, то заявлена поддержка Wi-Fi (2,4 ГГц IEEE 802.11b/h/n) и Bluetooth 4.2, BLE.

Одноплатное решение также оснащено разъемом под карту памяти формата MicroSD, 40-контактным HAT-совместимым разъемом, портом Mini HDMI, композитным видеовыходом, контактами для сброса и CSI-2-интерфейсом для подключения камеры. Доступен один порт USB 2.0 с поддержкой OTG.

Устройство поддерживает графический интерфейс OpenGL ES 1.1 и 2.0; аппаратное декодирование видео при помощи кодеков H.264, MPEG-4 в разрешении до 1080p при 30 кадрах в секунду, а также кодирование видео с использованием H.264 все в том же FullHD-разрешении и при 30 fps.

Вместе с Pi Zero 2 W британский проект также представил официальный блок питания для него с интерфейсом USB. Внешне и по своим характеристикам он напоминает аналогичное устройство для модели Raspberry Pi 4, но отличается коннектором. В продукте используется USB-разъем Type-B вместо Type-C. Помимо этого, максимальная сила тока в только что представленном сетевом адаптере ограничена 2,5А. Однако, по мнению разработчиков, этого хватит с лихвой, плюс ко всему при необходимости с помощью девайса можно будет запитать Raspberry Pi 3B или 3B+.

Согласно информации, опубликованной на сайте Raspberry Pi Trading, с 28 октября 2021 года Raspberry Pi Zero 2 W доступен в Великобритании, странах Евросоюза, США, Канаде и Гонконге. Компания обещает, что данный перечень будет пополняться по мере прохождения сертификации в тех или иных странах. Ближайшие кандидаты – Австралия и Новая Зеландия. Приобрести модель там можно будет ориентировочно в ноябре 2021 года.

Raspberry Pi Trading подчеркивает, что на октябрь 2021 года нехватка чипов по всему миру касается и их последнего продукта. С учетом данной проблемы компания рассчитывает отгрузить около 200 тыс. штук Zero 2 W до конца 2021 года и примерно 250 тыс. в первом полугодии 2022 года^[3].

2018: Raspberry Pi 3 Model B+

15 марта 2018 года компания Raspberry Pi Foundation объявила о расширении ассортимента своих одноплатных компьютеров Raspberry Pi моделью Pi 3 Model B+. Микрокомпьютер получил ряд улучшений, была добавлена поддержка стандарта Bluetooth 4.2 (вместо Bluetooth 4.1 в предыдущей версии), используется двухдиапазонный модуль Wi-Fi, поддерживающий диапазоны 2,4 и 5 ГГц. Этот модуль имеет «модульную сертификацию соответствия». Это означает, что если разработчики будут использовать микрокомпьютер в своих финальных продуктах, то им не придётся проходить дополнительную сертификацию Wi-Fi в регулирующих органах.

Микрокомпьютер Raspberry Pi 3 Model B+

Модуль Bluetooth 4.2 имеет поддержку режима Low Energy для подключения IoT-хабов и устройств «умного» дома. У компьютера появилась нативная поддержка технологии Power over Ethernet (PoE), которая позволяет ему получать электроэнергию вместе с данными через витую пару в сети Ethernet.

Raspberry Pi 3 Model B+ обладает теми же габаритами (чуть больше колоды игральных карт), что и предыдущая модель, то есть можно будет заменить одну плату на другую, не собирая новый корпус.

Компьютер разработан на базе однокристальной системы Broadcom BCM2837B0, располагающей четырьмя ядрами Cortex-A53 (ARMv8). Частота работы SoC составляет 1,4 ГГц. Производитель улучшил управление температурой. До 70° устанавливается частота 1,4 ГГц, при температуре свыше этого порога частота снижается до 1,2 ГГц, при этом также снижается подаваемое на чип напряжение, что позволяет минимизировать случаи достижения температуры отсечки (80°).

Как и в прошлом варианте платы, в Raspberry Pi 3 Model B+ доступны полноразмерный порт HDMI, microUSB, MicroSD, четыре порта USB, порты 40 GPIO, DSI (подключение сенсорного экрана) и CSI (подключение камеры). Объем оперативной памяти стандарта LPDDR2 составляет 1 Гб. Внешние устройства, такие как мышь или клавиатура, подключаются через порт USB.

Рекомендованная стоимость платы составляет 35 долларов.^[4]

2017

Россияне нашли Linux-троян, который берет в плен Raspberry Pi и заставляет добывать криптовалюту

Российская ИБ-компания Доктор Веб (Dr.Web) обнаружила Linux-троян, поражающий одноплатные компьютеры Raspberry Pi. Несмотря на скромную вычислительную мощность устройств, троян использует их для добычи криптовалюты. Поскольку биткоины с такой производительностью получить нельзя, авторы вируса выбрали криптовалюту Monero, популярную у наркоторговцев^[5].

Новый троян для Linux заставляет одноплатные компьютеры Raspberry Pi заниматься добычей криптовалюты. Вредоносное ПО, обнаруженное российской ИБ-компанией Dr Web, получило название Linux.MulDrop.14. Его действие не распространяется не какие-либо другие устройства кроме Raspberry Pi.

Пользователям этих компьютеров рекомендуется установить недавнее обновление ОС Raspbian, особенно если сейчас их устройства настроены на использование внешних соединений SSH. Однако разработчики из Raspberry Pi Foundation предупреждают, что в настоящий момент это обновление все еще не установлено на «миллионы» компьютеров. По данным официального Raspberry Pi Magazine, всего за последние 5 лет было продано около 12,5 млн компьютеров Raspberry Pi.

Троян не пытается добывать биткойн, поскольку для этого требуется намного больше вычислительной мощности, чем есть у одноплатного компьютера. Вместо этого он добывает Monero, менее известную, но все более популярную криптовалюту, которой пользуются при осуществлении сделок с наркотиками в «темной сети».

Троян был обнаружен после того, как им заразилось опытное устройство Dr Web, предназначенное для привлечения вредоносного ПО. Программа использует простой сценарий Bash, чтобы попытаться подключиться к устройствам Raspberry Pi, настроенным на прием внешних SSH-соединений. Троян нацелен на компьютеры, где сохранены логин и пароль по умолчанию: «pi» и «raspberry» соответственно.

Троян меняет логин «pi», устанавливает инструмент интернет-сканирования ZMap и утилиту sshpass, после чего ищет в сети другие устройства с открытым портом 22, чтобы заразить их.

Особенно уязвимы перед ним более старые устройства Raspberry Pi, которые не обновлялись некоторое время. Raspberry Pi Foundation сообщил ресурсу TechRepublic, что обновление Raspbian OS, выпущенное в конце 2016 г., отключило SSH по умолчанию и вынудило пользователей изменить пароль по умолчанию. Установка этого обновления должна защитить компьютеры от трояна.

Raspberry Pi Zero W

1 марта 2017 года компания Raspberry Pi Foundation сообщила о выпуске модели микрокомпьютера Raspberry Pi Zero W — модернизированная плата модели Raspberry Pi Zero.

В составе изделия два беспроводных модуля Wi-Fi 802.11n и Bluetooth 4.0. Поддержку беспроводных интерфейсов обеспечивает микросхема Cypress CYW43438, аналогичная Raspberry Pi 3 Model B.

Raspberry Pi Zero W, (2017)

Эволюция недорогого вычислительного устройства продолжается с добавлением функциональности Wi-Fi и Bluetooth. Это главное, что пользователи спрашивали у нас, это главное, что люди считали недостающим у модели Zero. основатель Raspberry Pi Эбен Эптон

Других изменений нет: однокристальная система Broadcom BCM2835 работает на частоте 1 ГГц, объем оперативной памяти 512 МБ ^[6].

В составе Pi Zero W:

• разъем HDMI,
• слот для microSD,
• два разъема microUSB (для питания и подключения периферийных устройств),
• интерфейс CSI для подключения камеры,
• два не распаянных разъема: 40-контактный разъем расширенного ввода-вывода и композитный видеовыход.

Zero W может оснащаться блоком питания, клавиатурой, мышью или другим устройством ввода, экраном для отображения информации, чтобы использоваться в качестве полноценного ПК.

Модуль Raspberry Pi версии 3

17 января 2017 года компания Raspberry Pi Foundation сообщила о выпуске глобального обновления модуля Raspberry Pi. Обновление первое за почти три года, заявила компания, в результате чего мощность устройства выросла в 10 раз, а пользователи могут устанавливать на нем размер памяти для хранения данных.

Raspberry Pi Compute Module, (2016)

В состав обновления вошли 1 ГБ оперативной памяти и процессор Broadcom BCM2837 (1,2 ГГц) - в два раза больше оперативной памяти и примерно в 10 раз выше производительность процессора, чем у первоначального модуля, заявила компания Raspberry Pi Foundation^[7].

Выпущенная версия модуля получила название «Модуль 3», в соответствии с нумерацией «флагманской линейки» Raspberry Pi. Raspberry Pi Compute Module с урезанным форм-фактором годится для встраивания в вычислительные системы.

Устройство подходит для стандартного разъема SODIMM (предназначен для использования в ноутбуках или в качестве расширения памяти на плате, поэтому отличается уменьшенным габаритом).

Третья модель модуля совместима с Windows IoT Core (ОС для интернета вещей) и поддерживает Linux.

Модуль может «развиваться». Для этого существует отдельная плата ввода-вывода с интерфейсом GPIO, разъемы USB, microUSB, HDMI, порты CSI и DSI для подключения камеры и дисплея.

По словам разработчиков, третий модуль может заменить первый в устройствах, но «с оговорками», поскольку новый процессор потребляет больше энергии и вырабатывает больше тепла.

2016: Сотрудничество с NEC Display Solutions

Компания NEC Display Solutions объявила в октябре 2016 года о планах использования общей с Raspberry Pi открытой платформы – модульного подхода, обеспечивающего эффективную интеграцию устройств Raspberry Pi с дисплеями NEC. Ведущие позиции NEC и ее широчайший спектр дисплейных решений превосходно сочетаются с продуктами Raspberry Pi - организации, отвечающей за разработку семейства недорогих высокопроизводительных компьютеров.

Первоначально разработанный для обучения основам компьютерной грамотности в школах и развивающихся странах, оригинальный компьютер Raspberry Pi обладает хорошей производительностью при очень низкой цене. Между тем в новейших вычислительных модулях Raspberry Pi 3 производительность значительно увеличена, добавлены новые сетевые возможности, что делает их превосходным решением для дисплеев NEC.

Оснащенная четырехъядерным процессором с тактовой частотой 1,2 ГГц системная плата – уже не простейший компьютер для программирования, а надежное интеллектуальное устройство с безграничными возможностями. Кроме стандартного вычислительного модуля Raspberry Pi 3 компания NEC будет также предлагать кастомизированную модель, отвечающую особым требованиям дисплейного рынка к производительности и функциональности.

Являясь частью платформы NEC Open Modular Intelligence (OMI) и дополняя ее, Raspberry Pi 3 эффективно интегрируется с новыми сериями профессиональных дисплеев серий l, P и V. Эти новые дисплеи обеспечивают простой доступ к встраиваемым интеллектуальным функциям, эффективно подключаемым к решениям «интернета вещей» (Internet of Things, IoT), продуктам для цифровой рекламы (Digital Signage) и проведения презентаций. Элегантная интеграция с дисплеями помогает без проблем выполнять инсталляции в любой среде. Кроме того, можно кастомизировать экраны в соответствии с индивидуальными потребностями, что превращает данные дисплеи в надежное решение – в любое время и в любом месте.

Данное технологическое сотрудничество – первое сотрудничество такого рода между производителем дисплеев и создателем Raspberry Pi – поможет NEC расширить свои возможности на рынке, демонстрировать предлагаемые ею опции для самых разнообразных рынков и приложений. Это позволит также представить новые B2B-приложения для Raspberry Pi, укрепляя ее позиции как платформы с надежной функциональностью для розничной торговли, авиации, транспорта, образования и корпоративных конференц-залов.

Серии интеллектуальных крупноформатных дисплеев NEC с возможностью подключения Raspberry Pi будут выпускаться, начиная с января 2017 года.

Примечания