W dniu dzisiejszym doczekaliśmy się oficjalnej premiery Raspberry Pi 5, która następuje wcześniej niż spodziewali się eksperci z branży. Najnowsza wersja najpopularniejszego minikomputera na rynku oferuje funkcje niespotykane dotychczas w tej platformie i wprowadza aktualne standardy rynkowe, których domagali się użytkownicy.

Producent Raspberry Pi 5 podaje, że nowy komputer jest ok. 2-3 razy szybszy niż poprzednia wersja. Dodatkowo ma on grafikę o lepszej wydajności, nowoczesne interfejsy takie jak PCI Express oraz szybszy transfer USB 3.0, co pozwala na lepszą obsługę dysków zewnętrznych. Również transfer danych z karty pamięci został przyspieszony do maks. 100 MB/s, a więc wzrósł dwukrotnie. Raspberry Pi 5 ma też zainstalowany przycisk włączenia, co jest małym, ale ciekawym udoskonaleniem.

Jedną głównych przyczyn wzrostu potencjału malinki jest nowy procesor Broadcom BCM2712. Zawiera on cztery 64-bitowe rdzenie ARM Cortex-A76 (następca A72), które są taktowane z częstotliwością aż 2,4 GHz (w RPi 4 tylko 1,5 GHz). Ponadto układ SoC zawiera rdzeń graficzny VideoCore VII, który również jest nowszą wersją rdzenia. GPU pracuje z taktowaniem 800 MHz, obsługuje biblioteki Open GL ES 3.1 i Vulkan 1.2 i jest w stanie obsłużyć dwa ekrany 4Kp60 z HDR.

Rys. 1. Układ SoC BCM2712 zainstalowany na Raspberry Pi 5

Jeśli chodzi o pamięć operacyjną, to Raspberry Pi 5 zawiera kości SDRAM LPDDR4. W dniu premiery dostępne są urządzenia o pojemności 4 GB oraz o pojemności 8 GB.

Podobnie jak poprzednia wersja, Raspberry Pi 5 również zawiera moduł bezprzewodowy umożliwiający połączenia Wi-Fi oraz Bluetooth w standardach IEEE 802.11ac w pasmach 2,4 i 5,0 GHz, Bluetooth 5.0 i BLE. Moduł oparto o podobny układ, co w poprzednich wersjach, a więc charakteryzuje się podobnymi parametrami radiowymi i elektronicznymi.

Interfejsy komunikacyjne i układ RP1

Raspberry Pi 5 jest pierwszym minikomputerem z rodziny, w którym zastosowano układ scalony w pełni zaprojektowany i wyprodukowany przez Fundację Raspberry Pi. Jest to układ RP1, który jest tzw. mostkiem południowym – układem służącym do łączenia procesora ze wszystkimi interfejsami zewnętrznymi. Fakt, że układ ten powstał i został wykorzystany w malince pozwolił na implementację nowych interfejsów komunikacyjnych i zwiększenie możliwości już stosowanych.

Rys. 2. Układ RP1 zainstalowany na komputerze

Interfejsem, który debiutuje na piątej wersji komputera jest PCI Express w wersji 2.0 x1, co pozwala na komunikację z szybkością 4 GBit/s. W Raspberry Pi 4 procesor co prawda korzystał z PCIe, ale jedynie jako mostek USB (był on też dostępny w modułach CM4). Tym razem jednak wyprowadzono go na złącze na płytce, co daje szersze możliwości. Pozwala m.in. na podłączenie dysku M.2, aczkolwiek wymaga to zastosowania dodatkowej nakładki, która niebawem ma pojawić się na rynku. Posiadając odpowiednie adaptery można także spróbować podłączyć do malinki inne urządzenia zgodne ze standardem.

Rys. 3. Złącze PCIe na płytce Raspberry Pi 5

Kolejnym interfejsem zastosowanym na malince są MIPI DSI oraz MIPI CSI-2. Służą one do podłączania wyświetlaczy oraz kamer do komputera. Te interfejsy były oczywiście obecne w poprzednich wersjach komputera, ale tym razem skorzystano z zupełnie innego podejścia. Układ RP1 zawiera bowiem dwa transceivery MIPI, które są w stanie obsłużyć zarówno kamerę, jak i wyświetlacz. Oznacza to, że Raspberry Pi 5 ma dwa złącza MIPI obsługujące oba urządzenia. Można więc podłączyć dwa wyświetlacze lub dwie kamery, lub oczywiście tradycyjnie jedną kamerę i jeden wyświetlacz. Nie trzeba tej opcji konfigurować programowo – układ sam rozpozna urządzenie po tym, które wyprowadzenia na taśmie będą aktywne.

Rys. 4. Złącza MIPI na płytce Raspberry Pi 5

Tradycyjnie komputer zawiera po dwa porty USB 3.0 oraz dwa porty USB 2.0. Tym razem jednak, ze względu na użycie nowego układu interfejsowego, udało się ponad dwukrotnie podwyższyć prędkość transferu i aktualnie każdy port USB 3.0 jest w stanie niezależnie rozwinąć szybkość 5 Gbps.

Zasilanie Raspberry Pi 5

Prąd, który można dostarczyć do portów USB zależy od rodzaju zasilania. Jeśli podłączymy malinę do tradycyjnego zasilacza 5 V/3 A, to do portów USB można dostarczyć sumarycznie jedynie 600 mA. Jednak jeśli użyjemy nowego zasilacza USB-C z Power Delivery, to będziemy w stanie dostarczyć do komputera aż 5 A, na co dla portów USB przypada sumarycznie nawet 1,6 A. Jest to duża różnica zwłaszcza jeśli planujemy podłączać bardziej prądożerne urządzenia, takie jak dyski twarde.

Jeśli już wspomnieliśmy o zasilaniu Raspberry Pi, to warto omówić nowy system zarządzania zasilaniem. Oparto go o układ PMIC DA9091 zaprojektowany specjalnie dla Raspberry Pi 5 przez specjalistów z Dialog Semiconductor. Układ zawiera aż 8 konwerterów obniżających Buck, 3 stabilizatory liniowe (LDO), a także specjalny klucz 5 V dla HDMI. Układ można konfigurować poprzez interfejs I2C. Wbudowano także zasilanie bateryjne zegara RTC z zewnętrznej baterii. Baterię tę można podłączyć do złącza JST. Ciekawostką jest, że układ obsługuje przycisk włączenia/wyłączenia, co od dawna było oczekiwane przez fanów Raspberry Pi.

Raspberry Pi 5 można zasilać z portu USB-C. Nowy komputer obsługuje standard USB Power Delivery.

Rys. 5. Układ zasilania Raspberry Pi 5. Na fotografii widać układ PMIC oraz przycisk do włączania komputera

Ponadto komputer zawiera tradycyjnie używane porty, znane już z poprzednich wersji urządzenia. Są to m.in. dwa porty Micro HDMI, port Ethernet, 40-pinowy port do podłączenia płytek rozszerzających, a także port PoE. Ten ostatni służy do zasilania Raspberry Pi poprzez Power over Ethernet, ale wykorzystanie tej opcji wymaga użycia dodatkowej nakładki. Niestety, z powodu zmiany umiejscowienia złącza PoE, nie można w tym celu użyć dotychczasowej nakładki. Kompatybilna płytka jest aktualnie w fazie produkcji i będzie dostępna niebawem.

Dostępne jest także złącze UART, które można wykorzystać m.in. do debugowania komputera. W tym celu można wykorzystać np. debugger Raspberry Pi Debug Probe. Raspberry Pi 5 zawiera też złącze dla wentylatora, umożliwiające sterowanie jego prędkością. Płytka ma też specjalne otwory do montażu chłodzenia.

System oraz pamięć masowa tradycyjnie jest obsługiwana przez kartę microSD, tym razem z obsługa szybkiego trybu SDR104, który umożliwia transfer nawet do 104 MB/s (pod warunkiem zastosowania odpowiednio szybkiej karty pamięci).

Specyfikacja Raspberry Pi 5

• Procesor Broadcom BCM2712; cztery rdzenie ARM Cortex-A76, 64-bit, 2,4 GHz z rozszerzeniami kryptograficznymi, Cache L2 512 KB na rdzeń, L3 2 MB współdzielona
• GPU VideoCore VII, obsługa Open GL ES 3.1, Vulkan 1.2,
• Dwa wyjścia HDMI 4Kp60 z obsługą HDR,
• Dekoder HEVC 4Kp60,
• Pamięć SDRAM LPDDR4X-4267 (dostępne wersje 4 GB i 8 GB),
• Wi-Fi 802.11ac Dual-band
• Bluetooth 5.0 / Bluetooth Low Energy (BLE),
• Slot na microSD ze wsparciem trybu SDR104 (104 MB/s),
• 2 x USB 3.0 z prędkością transferu 5 Gbps na port,
• 2 x USB 2.0,
• Gigabit Ethernet z obsługą PoE (wymagany PoE+ HAT),
• 2 transceivery MIPI 4-lane dla kamery/wyświetlacza,
• PCIe 2.0 x1 do obsługi szybkich peryferiów (wymagany M.2 HAT lub inny adapter),
• Zasilanie 5 V/5 A z portu USB-C, obsługa Power Delivery,
• Standardowy 40-pinowy port rozszerzeń Raspberry Pi,
• Przycisk włączenia/wyłączenia.

Systemy operacyjne

Wraz z premierą Raspberry Pi 5 fundacja udostępnia nową wersję systemu Raspberry Pi OS. System ten będzie w pełni kompatybilny z nowym komputerem. Dystrybucję oparto o najnowszy Debian w wersji 12 „Bookworm”.

Najprawdopodobniej w ciągu najbliższych tygodni odbędą się również aktualizacje pozostałych systemów operacyjnych, co sprawi, że będą kompatybilne z nową malinką. Wszystkie dostępne systemy można pobierać i instalować za pomocą programu Raspberry Pi Imager.

Akcesoria

Wraz z nowym komputerem na rynek trafiają także akcesoria do obsługi nowego sprzętu. Pierwszym z nich jest zasilacz USB-C PD, który przy zasilaniu 5 V jest w stanie dostarczyć aż 5 A, co pozwala komputerowi na obsługę szerszego zakresu urządzeń peryferyjnych. W normalnych warunkach w Raspberry Pi 5 prąd pobierany przez porty USB jest limitowany do 600 mA, jednak przy użyciu zasilacza USB-C PD ten limit rośnie aż do 1,6 A. Ponadto, zasilacz jest w stanie dostarczyć też napięcia 9 V/3 A, 12 V/2,25 A oraz 15 V/1,8 A. Uprawnia go to do stosowania z innymi urządzeniami zasilanymi w standardzie Power Delivery, niekoniecznie związanymi z Raspberry Pi.

Rys. 6. Zasilacz Raspberry Pi USB-C PD

Z powodu tego, że nowy komputer będzie miał inne rozłożenie elementów niż poprzednia wersja, do oferty trafią też nowe obudowy. Na początek oczywiście na rynek trafi oryginalna obudowa w kolorze białym, wyposażona w wentylator, która jest w stanie zapewnić chłodzenie komputera. Oczywiście, śladem poprzednich wersji, niewątpliwie na rynek trafi niedługo szeroki wybór obudów od partnerów i producentów.

Rys. 7. Oryginalna obudowa do Raspberry Pi 5

Pozostałe nowe akcesoria to m.in.:

• Aktywne chłodzenie do Raspberry Pi 5,
• Bateria do zegara RTC,
• Taśmy FPC do kamery i wyświetlacza.

Dostępność Raspberry Pi 5

Pomimo tego, że oficjalna prezentacja Rapsberry Pi 5 ma miejsce dzisiaj, to urządzenia dostępne są tylko w przedsprzedaży. Wysyłka komputerów odbędzie się dopiero od 23 października. To nietypowa praktyka jak na Raspberry Pi, ale wydaje się, że będzie miała pozytywny wpływ na logistykę i dostępność produkt w przyszłości.

Raspberry Pi 5 4 GB oraz Raspberry Pi 5 8 GB są dostępne w przedsprzedaży w ofercie Kamami.pl, oficjalnego dystrybutora Raspberry Pi w Polsce