Raspberry Pi

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Raspberry Pi
Raspberry Pi board at TransferSummit 2011 cropped.jpg
Розробник Raspberry Pi Foundation
Тип одноплатний комп'ютер
Наявність на ринку початок 2012 року
Початкова ціна 25$ і 35$
Носій даних карта пам'яті SD
Оперативна пам'ять 256/512/1024 МБ
Операційна система Linux (Debian GNU/Linux, Fedora і Arch Linux)[1]
Веб-сайт www.raspberrypi.org

Raspberry Pi (читається як Ра́збері па́й) — одноплатний комп'ютер, розроблений британським фондом Raspberry Pi Foundation. Його головне призначення — стимулювати навчання базових комп'ютерних наук у школах.

У жовтні 2013 розробники одноплатного комп'ютера Raspberry Pi оголосили про продаж більше двох мільйонів цих плат[2], що закріпило за Raspberry Pi звання найпопулярнішої платформи для ентузіастів. Примітно, що за прогнозами, двомільйонного рубежу планувалося досягти в кінці лютого 2014 року, але популярність платформи перевищила очікування. Причиною успіху проекту можна назвати низьку ціну, відкритий характер розробки та орієнтацію на навчання та експерименти.

Опис[ред. | ред. код]

Raspberry Pi побудований на системі-на-чипі (SoC) Broadcom BCM2835, яка включає в себе процесор ARM із тактовою частотою 700 МГц, графічний процесор VideoCore IV, і 512 чи 256 мегабайтів[3] оперативної пам'яті. Твердий диск відсутній, натомість використовується SD карта. Така апаратна начинка дозволяє відтворювати відео формату H.264 в роздільній здатності 1080p, і запускати комп'ютерні ігри на зразок Quake III Arena.

Ініціатором проекту Raspberry Pi є британський благодійний фонд Raspberry Pi Foundation. Комп'ютер планувався як пристрій для навчання дітей програмуванню, однак здобув популярність і в інших сферах — зокрема, на його основі роблять домашні медіацентри. Найдешевий Raspberry Pi постачається без корпуса і має вигляд плати розміром з кредитну карту. Плата важить 45 грамів. У комп'ютері задіяно 700-мегагерцовий процесор на архітектурі ARM; присутній роз'єм для навушників і слот для карти пам'яті. Молодша (A) і старша (B) моделі Raspberry Pi відрізняються об'ємом оперативної пам'яті (256 і 512 мегабайтів відповідно) і кількістю USB-портів (один проти двох). Крім цього, у старшої моделі є роз'єм Ethernet 10/100, а молодша споживає на третину менше енергії.

Старша модель Raspberry Pi надійшла в продаж в кінці лютого 2012 року за ціною 35 доларів США. У лютому 2013 в продаж у Європі надійшла молодша модель комп'ютера Raspberry Pi вартістю 25 доларів США.[4] Комп'ютери Raspberry Pi можна придбати у дистриб'юторів RS Components та element14. З лютого 2012 року було реалізовано понад мільйон пристроїв.[5]

Для Raspberry Pi випущено спеціалізований дистрибутив Linux, Raspbian OS (заснований на дистрибутиві Debian) і магазин застосунків Pi Store, де є як платні, так і безплатні програми. Серед іншого Raspberry Pi використовує веб-браузер Iceweasel та KOffice, які постачаються в комплекті. Офіційна мова програмування для навчання — Python.

Модифікації[ред. | ред. код]

За час існування проекту було випущено модифікації:

Версія Дата початку продаж Процесор Частота Ядер ОЗП GPIO USB Ethernet WiFi Bluetooth Ціна
A Лютий 2013 ARM1176JZ-F[6] 700 МГц 1 256 МБ 26 пінів 1 порт $20
A+ Листопад 2014 ARM1176JZ-F 700 МГц 1 256 МБ 40 пінів 1 порт $25
B Квітень 2012 ARM1176JZ-F 700 МГц 1 512 МБ 26 пінів 2 порти Так $35
B+ Червень 2014 ARM1176JZ-F 700 МГц 1 512 МБ 40 пінів 4 порти Так $30
2B Лютий 2015 ARM Cortex-A7 900 МГц 4 1 ГБ 40 пінів 4 порти так $35
Zero Листопад 2015 ARM1176JZ-F 1 ГГц 1 512 МБ 40 пінів 1 порт[7] $5[8]
3B Лютий 2016 ARM Cortex-A53 x64 1,2 ГГц 4 1 ГБ 40 пінів 4 порти Так 802.11n 4.1 $35
3B+ Березень 2018 ARM Cortex-A53 x64 1,4 ГГц 4 1 ГБ 40 пінів 4 порти Так двосмуговий 2.4/5 ГГц 802.11b/g/n/ac Wi-Fi 4.2 $35[9]

3B+[ред. | ред. код]

Основною відмінністю від попередньої версії стало використання потужнішого процесора з робочою частотою 1,4 ГГц (4-ядерний ARM Cortex-A53), двосмугового модуля WiFi з підтримкою 802.11ac, Bluetooth 4.2, швидший модуль Ethernet, можливість живлення через нього, поліпшені можливості завантаження із PXE/USB накопичувачами, поліпшені температурні характеристики[10].

Модуль Ethernet був оновлений зі 100 Мб/c до, фактично, Gigabit Ethernet, але оскільки він під'єднаний до системи через USB 2.0, швидкість передачі даних обмежена 300 Мб/c[9]. Попри це, виміри показали, що швидкість передачі даних і через Ethernet порт, і через WiFi помітно зросла в порівнянні з Raspberry Pi 3 версії[11].

Система зберегла порти USB версії 2.0, порти версії 3.0 відсутні як і в попередньої версії комп'ютера.

В серпні 2018 року компанія Raspberry Pi Trading випустила модуль Raspberry PI POE HAT для Raspberry Pi версії 3B+. Цей модуль сумісний зі стандартом 802.3af та здатен живити під'єднану плату електричною енергією потужністю 15 Ват[12].

Обладнання[ред. | ред. код]

Обладнання Raspberry Pi розвивалося у декілько версій, які містять різноманітні можливості пам'яті та підримки перефірійних пристроїв.

Процесор[ред. | ред. код]

Raspberry Pi 2B використовує 32-розрядний чотирьохядерний процесор ARM Cortex-A7 900 МГц. Broadcom BCM2835 SoC, що використовується в першому поколінні Raspberry Pi, включає процесор ARM11 76JZF-S з частотою 700 МГц, графічний процесор VideoCore IV (GPU), та оперативну пам'ять. Він має кеш рівня 1 (L1) 16 Кб, а кеш рівня 2 (L2) 128 Кб. Кеш-пам'ять 2 рівня використовується насамперед графічним процесором. SoC складається під мікросхему оперативної пам'яті, тому його май же не видно. 1176JZ (F) -S - це той самий процесор, що використовується в оригінальному iPhone[13], хоча і з більш високою тактовою частотою, і сполучається з набагато швидшим GPU.

Рання модель V1.1 Raspberry Pi 2 використовувала Broadcom BCM2836 SoC з 32-розрядним чотириядерним процесором ARM Cortex-A7 з частотою 900 Мгц, з 256 Кбайт обмінювався кеш-пам'яттю L2. Raspberry Pi 2 V1.2 був оновлений до Broadcom BCM2837 SoC з 64-розрядним чотирьохядерним процесором ARM Cortex-A53 з частотою 1,2 ГГц, тією самою SoC, яка використовується на Raspberry Pi 3, але розібрана (за замовчуванням) до тієї ж частоти процесора з частотою 900 МГц, що й V1.1. BCM2836 SoC більше не виробляється на кінець 2016 року.

Raspberry Pi 3+ використовує Broadcom BCM2837B0 SoC з 64-розрядним чотирьохядерним процесором ARM Cortex-A53 з частотою 1,4 ГГц, з 512 Кбайт обмінюється кеш-пам'яттю L2. [14]

Продуктивність[ред. | ред. код]

Під час роботи на частоті 700 МГц за замовчуванням Raspberry Pi забезпечила реальну продуктивність, приблизно еквівалентну 0,041 GFLOPS[15].На рівні ЦП продуктивність аналогічна Pentium II 300 МГц 1997-99. GPU забезпечує 1 Gpixel/s або 1.5 Gtexel/s обробки графіки або 24 GFLOPS загальної обчислювальної продуктивності. Графічні можливості Raspberry Pi приблизно еквівалентні продуктивності Xbox 2001 року.

Raspberry Pi 2 V1.1 включала в себе чотирьохядерний процесор Cortex-A7, що працює на частоті 900 МГц та 1 Гб оперативної пам'яті. Він був описаний в 4-6 разів сильніше, ніж його попередник. GPU був ідентичним оригіналу. У паралельних тестах, Raspberry Pi 2 V1.1 може бути в 14 разів швидше, ніж Rapberry Pi 1 модель B +. [16]

Raspberry Pi 3, з чотирьохядерним процесором ARM Cortex-A53, характеризується десятикратною продуктивністю Rasbperry Pi 1. [28] Тестові показники показали, що Raspberry Pi 3 приблизно на 80% швидше, ніж Raspberry Pi 2 у паралельних завданнях. [17]

Розгін[ред. | ред. код]

Більшість систем з чіпом Raspberry Pi можуть бути розігнані до 800 МГц, а деякі - до 1000 МГц. Є повідомлення про те, що Raspberry Pi 2 може бути розгін, в крайньому випадку, навіть до 1500 МГц (відкидаючи всі функції безпеки та обмеження надвисокої напруги). У дистрибутиві Raspbian Linux параметри розгону під час завантаження можуть бути виконані за допомогою програмної команди, яка запускає "sudo raspi-config" без скасування гарантії. У цих випадках Пі автоматично вимикає розгін, якщо температура чипа досягає 85 ° С (185 ° F), але можна перевищити параметри автоматичного перевантаження та розгону (скасування гарантії); для захисту мікросхем від серйозного перегріву потрібен радіатор.

Новіші версії мікропрограми містять можливість вибору між п'ятьма попередніми налаштуваннями розгону ("turbo"), які, коли вони використовуються, намагаються максимально підвищити продуктивність SoC, не погіршуючи термін служби плати. Це робиться шляхом контролю температури ядра чіпа та завантаження ЦП, а також динамічної регулювання тактових частот та напруги ядра. Коли потреба низька частота ЦП, або плата занадто нагріта, продуктивність зменшується, але якщо процесор має багато чого зробити, а температура чіпа прийнятна, продуктивність тимчасово збільшується з тактовою частотою до 1 ГГц у залежнсті від плати та який з параметрів turbo використовується.

Сім вихідних налаштувань для розгону:

  • none; АЦП 700 МГц, ядро 250 МГц, SDRAM 400 МГц, 0 перенапруження
  • modest; 800 МГц ARM, 250 МГц ядро, 400 МГц SDRAM, 0 перенапруження,
  • medium; ARM 900 МГц, ядро 250 МГц, SDRAM 450 МГц, 2 перенапруги,
  • high; ARM 950 МГц, ядро 250 МГц, SDRAM 450 МГц, 6 перенапружень,
  • turbo; 1000 МГц ARM, 500 МГц ядро, 600 МГц SDRAM, 6 перенапружень,
  • Pi 2; 1000 МГц ARM, 500 МГц ядро, 500 МГц SDRAM, 2 перенапруження,
  • Pi 3; ARM 1100 МГц, ядро 550 МГц, SDRAM 500 МГц, 6 перенапружень. У системній інформації швидкість процесора буде виглядати як 1200 МГц. При холостому ході швидкість знижується до 600 МГц. [18][19]

У найвищому (turbo) пресеті годинник SDRAM спочатку був 500 МГц, але це пізніше було змінено на 600 МГц, тому що 500 МГц іноді призводить до пошкодження SD-карти. Одночасно в режимі високого рівня тактова частота основної частоти була знижена з 450 до 250 МГц, а в середньому - від 333 до 250 МГц.

Raspberry Pi Zero працює на частоті 1 ГГц.

Процесор на платі Raspberry Pi першого та другого поколінь не потребував охолодження, наприклад, радіатора або вентилятора, навіть коли він розігнаний, але Rapberry Pi 3 може генерувати більше тепла при розгоні. [20]

Розробка[ред. | ред. код]

Прототип плати Raspberry Pi B

Розробка пристроїв здійснюється Фондом Raspberry Pi Foundation, благодійною організацією, зареєстрованою Комісією з благодійності. Фонд було засновано 5 травня 2009 року в місті Калдекот, Південний Кембриджшир, Великої Британії[21] Його метою є «заохочення вивчення інформатики та суміжних наук, особливо на рівні школи, і знову зробити вивчення комп'ютерної науки цікавим»[22] Серед відомих засновників фонду: Дейвід Брейбен, Джек Ланг, Піт Ломас, Роберт Маллінс, Алан Майкрофт і Ебен Аптон[23] Подкаст з інтерв'ю з Ебеном Аптоном було представлено в червні 2011 року.[24] Рання версія прототипа цього комп'ютера була розміром з USB флеш-накопичувач, і мала порт USB на одній стороні та порт HDMI на іншій.

Прототип плати, зроблений 2006 року, використовував Atmel ATmega644. Мікроконтролер Atmel ATmega644, який працює на 22,1 MHz з 512 К ОЗП, було замінено на процесор ARM11 700 МГц з 256 MB SDRAM[25]. Фонд зробив схеми цієї плати загальнодоступними.

П'ятдесят альфа-моделей плати було надано в серпні 2011 року. Ці плати функціонально ідентичні плановій бета- моделі[26] тільки більші (бо мали містити debug headers). Було продемонстровано, що на них працюють робочий стіл LXDE на Debian, Quake 3 в 1080[27] і відео Full HD H.264 через HDMI.[28]

Адміністратори форуму спільноти Raspberry Pi також відзначили, що розробники XBMC також зацікавлені у розвитку порту XBMC на пристрої Broadcom BCM2835 SoC на основі використання плати Raspberry Pi як еталонної платформи.[29][30]

Логотип, заснований на Фулерені, створив Пол Бук.[31]

Характеристики[ред. | ред. код]

Model A Model B
Прогнозована ціна: US$25 (GBP £16) US$35 (GBP £22)
SoC: BCM2835
CPU: 700 MHz ARM
GPU: Broadcom VideoCore IV,[32] OpenGL ES 2.0, 1080p30 H.264 high-profile decode
Пам'ять (SDRAM): 256 MB 512 MB
USB 2.0 порти: 1 2 (via integrated hub)
Відео вихід: Composite, HDMI
Аудіо вихід: 3.5 mm jack, HDMI
On-board storage: SD/MMC/SDIO memory card slot
On-board network: None 10/100 wired Ethernet
Low-level peripherals: Up to 16 GPIO pins, SPI, I²C, UART[32]
Real-time clock: None
Властивості живлення: 500mA, (2.5 W) 700mA, (3.5 W)
Джерело живлення: 5V micro USB
Програмне забезпечення: Debian GNU/Linux, Fedora, Arch Linux[1]
ПО, що підтримується: Other FLOSS software (Iceweasel, KOffice, Python), RISC OS[33] (shared source)

Роз'єми [ред. | ред. код]

Pi Zero[ред. | ред. код]

Model A/A+[ред. | ред. код]

Model B/B+[ред. | ред. код]

Див. також[ред. | ред. код]

Примітки[ред. | ред. код]

  1. а б FAQs. Raspberry Pi. Архів оригіналу за 2013-07-17. Процитовано 2011-11-03. «What Linux distros will be supported at launch? Debian, Fedora and ArchLinux will be supported from the start.» 
  2. TWO MILLION!
  3. http://www.raspberrypi.org/archives/2180
  4. Model A now for sale in Europe — buy one today!
  5. Начались продажи 25-долларового компьютера Raspberry Pi
  6. Процессор ARM1176
  7. miniUSB OTG
  8. Raspberry Pi Zero - Raspberry Pi (en-GB). Raspberry Pi. Процитовано 2015-11-26. 
  9. а б PETER BRIGHT (2018-03-14). Raspberry Pi 3 B+ has faster CPU, Wi-Fi, and easier compliance testing. ARS Technica. 
  10. Michael Larabel (2018-03-22). Raspberry Pi 3 Model B+ Benchmarks. Phoronix. 
  11. Michael Larabel (2018-03-23). Raspberry Pi 3 Model B+ WiFi Performance. Phoronix. 
  12. Eric Brown (2018-08-25). Raspberry Pi’s PoE HAT ships for $20, tosses in a free fan. 
  13. Shimpi, Anand Lal. The iPhone 3GS Hardware Exposed & Analyzed. www.anandtech.com. Процитовано 2018-12-18. 
  14. Rispbary Pi 3 у продажу віж $35. 
  15. RPi Performance - eLinux.org. elinux.org. Процитовано 2018-12-18. 
  16. alex (2015-02-03). Raspberry Pi2 – Power and Performance Measurement. RasPi.TV (en-US). Процитовано 2018-12-18. 
  17. alex (2016-03-03). How Much Power Does Raspberry Pi3B Use? How Fast Is It Compared To Pi2B?. RasPi.TV (en-US). Процитовано 2018-12-18. 
  18. Introducing turbo mode: up to 50% more performance for free. Raspberry Pi (en-GB). 2012-09-19. Процитовано 2018-12-18. 
  19. Bradbury, Alex (2018-12-07). Configuration tool for the Raspberry Pi. Now maintained at https://github.com/RPi-Distro/raspi-config: asb/raspi-config. Процитовано 2018-12-18. 
  20. Overclocking options in config.txt - Raspberry Pi Documentation. www.raspberrypi.org. Процитовано 2018-12-18. 
  21. 1129409 - Raspberry Pi Foundation. Charity Commission for England and Wales. 2011-06-06. «об'єктом благодійності є подальше сприяння розвитку освіти дорослих і дітей , особливо в області комп'ютерів, комп'ютерних наук та суміжних дисциплін .» 
  22. Raspberry Pi Foundation. Raspberry Pi Foundation. Архів оригіналу за 2013-07-17. Процитовано 2011-07-02. 
  23. Bush, Steve (2011-05-26). In depth: Raspberry Pi, the computer on a stick. Electronics Weekly. Архів оригіналу за 2013-07-17. Процитовано 2011-07-11. «Raspberry Pi розробників та піклувальниками своїх Фонду є: Дейвид Брейбен - засновник фірми з розробки ігрового програмного забезпечення «Еліта». Джек Ланг - бізнес-ангел, раніше співробітник Acorn, засновник Кембриджських стартапів. Піт Ломас - засновник і директор з маркетингу Norcott Technologies. Роберт Маллінс - Кембриджський університет. Алан Майкрофт - професор кафедри обчислювальної техніки в Кембріджському університеті, Ебен Аптон - інженер Broadcom Європа, і колишній директор інформатики в коледжі Св. Іоанна в Кембриджі .» 
  24. CFL Podcast: Eben Upton (Raspberry Pi Foundation). Consortium of Foundation Libraries. Архів оригіналу за 2013-07-17. Процитовано 2011-06-06. 
  25. Wong, George (2011-10-24). Build your own prototype Raspberry Pi minicomputer. ubergizmo. Архів оригіналу за 2013-07-17. Процитовано 2011-11-02. 
  26. Humphries, Matthew (2011-07-28). Raspberry Pi $25 PC goes into alpha production. Geek.com. Архів оригіналу за 2013-07-17. Процитовано 2011-08-01. 
  27. Raspberry Pi Youtube Channel. Процитовано 2011-08-28. 
  28. Full HD video demo at TransferSummit Oxford. Процитовано 2011-09-12. 
  29. XBMC Live USB Persistent (Raspberry Pi Forum)
  30. This is probobly going to be the best HTPC when its released! (XBMC Forum)
  31. Humphries, Matthew. Raspberry Pi selects a very clever logo. geek.com. Архів оригіналу за 2013-07-17. Процитовано 2011-10-11. «[...] Raspberry Pi needed a logo, and decided to turn to the community to come up with ideas. [...] 6 designs made the shortlist, and it took several days for the judges to finally decide on the winner. [...] It was created by Paul Beech [...] the raspberry is a 3D buckyball [...]» 
  32. а б Q&A with our hardware team. Raspberry Pi Foundation. Архів оригіналу за 2013-07-17. Процитовано 2011-09-20. 
  33. Помилка цитування: Неправильний виклик <ref>: для виносок osnews risc os не вказаний текст

Посилання[ред. | ред. код]