一个树莓派5的性能超过2个树莓派4


速度比两台树莓派4快的是什么?答案是全新的树莓派5。而且只需额外支付5美元(带有一个星号),它将成为英国树莓派计算机公司全新首选的单板计算机。但除了强大的速度之外,它还具备许多酷炫的功能,将使众多项目中的树莓派使用变得更加容易,计划于十月份上市销售。树莓派为我们提供了一台用于评估的设备,如果你正考虑购买一台需要更高速度的树莓派4,我们建议你等待几周,直到树莓派5上市销售。

两倍速度

在基本上每个基准测试中,树莓派5的性能都比树莓派4快两到三倍。这要归功于全新的Broadcom BCM2712系统芯片(SOC),它以2.4 GHz的速度运行四个ARM A76内核,而不是树莓派4的1.8 GHz的ARM A72内核。这使得CPU的性能大致提升了2倍至3倍(尽管树莓派4在CM4包装中易于超频)。

DRAM的时钟速度加倍。视频核心更加高效,像素处理速度大约提高了两倍。SOC中的新WiFi控制器允许相同无线电设备的吞吐量提高了大约两倍。甚至SD卡接口也能够以两倍的速度运行,加速引导时间,轻松在10秒内完成 - 也许更接近8秒,但谁在计数呢?

此外,现在有两个MIPI相机/显示线,因此你可以直接从板子上进行立体成像,或者同时运行相机和外部显示器。它可以驱动两个60 Hz的4K HDMI显示器。

整体性能提升的唯一两个例外是:首先,千兆以太网仍然是千兆以太网,所以这是一个例外。(我们不确定谁会受到这种限制的影响,但如果是你,你可能需要一个外部网络适配器。)但第二,新的Broadcom SOC终于支持ARM加密扩展,这使得AES的性能提高了45倍。由于几乎所有地方都使用了TLS,这可以防止加密性能成为瓶颈。不错。

总之,与我们迄今为止看到的唯一正式基准测试完全一致,与树莓派4相比,几乎所有与性能相关的方面都翻了一番或减半,根据我们的非正式测试,整体感觉大约提高了两倍。与我经常在地下车间使用的Pi 400相比,Pi 5更加迅捷。

更多功率!

没有什么是免费的。虽然树莓派5对于相同的工作负载比树莓派4更高效,但你可以将它推得更猛烈。当你这样做时,它的功耗达到峰值12瓦,而树莓派4的功耗峰值为8瓦。这就是我们在开头提到的价格附加说明的地方。如果你的计算任务较重,你可能需要为板子提供更多电力,并找到如何处理板子产生的热量。

首先说好消息。树莓派5具有全新的电源子系统,采用DA9091电源管理IC,可产生八个单独的电压,并能够为BCM2712 SoC提供20安培的电流。显然,这个芯片是树莓派和瑞萨合作开发的,因为他们可以将它融入进去。它还支持USB-C供电,因此寻找一个能够为Pi 5提供足够电力的电源适配器将更加容易,这在过去曾是一个痛点。我们永远不会再看到电力不足的警告了吗?我们可以梦想。

新电源管理系统的明星是电源按钮。多少次我们见过电源按钮的黑科技?我们很高兴地告别了它们。

现在说坏消息,在斯坦·李的不朽之词中说:“伴随着伟大的能力而来的是伟大的散热需求。”树莓派5运行时温度较高,可能需要散热片,甚至需要带风扇的主动散热解决方案。树莓派向我们提供了一个主动散热套件供测试,它插入到板子上的风扇头上,所以你知道他们是认真的。

树莓派还重新设计了Pi 5的外壳,增加了一个带可拆卸盖子的风扇,以及底部的通风口。他们还没有忘记电源按钮——一块小亚克力既可以作为按钮盖又可以作为电源状态指示灯。不错。

PCIe,这次是真的

对于希望在台式电脑上使用树莓派5的人来说,最令人兴奋的新功能可能是对真正PCIe通道的官方支持。当树莓派4发布时,发现它在USB控制器和SOC之间通过PCIe通信,当然,首次在那时的Pi 4上看到了这一点。然后是CM4,强迫你自己设计板子,所以你可以在USB和PCIe之间进行选择。现在,有了树莓派5,你不必选择,也不必对其进行修改。

但你需要一个适配器。一个PCIe 2.0通道被引出到一个扁平柔性连接器,从那里你需要一个适配器板将其连接到你有意使用的外设上。适配器很可能很快就会上市,但如果你实在等不及,我们有一个关于制作自己的PCIe设备的教程系列可供参考。

一旦你搞清楚了连接,你可能还可以尝试将其提升到PCIe 3.0速度。[Jeff Geerling]从树莓派获得了一个预览硬件适配器,并发现虽然它没有获得PCIe 3.0认证,但在大多数情况下可以以这些速度工作。连接了一个NVMe硬盘后,他发现,使用经过批准的PCIe 2.0,他可以获得450 MB/秒的速度,通过在/boot/config.txt中更改一行,启用不支持的PCIe 3.0模式,然后祈祷,他几乎可以获得900 MB/秒的速度。这很容易。

引擎盖下的RP1自定义控制器
电源供应调整,包括电源按钮,要归功于树莓派与瑞萨的合作。更多的计算性能来自Broadcom的新SOC。但像双MIPI连接器或具有足够带宽的双USB 3.0和USB 2.0端口,它们不会相互干扰或干扰其他任何外设的端口,都是树莓派自家创新的结果:自定义的RP1接口/南桥芯片。

根据树莓派首席执行官Eben Upton的说法:“这基本上是芯片组架构:现在非常流行,但当我们在2016年启动RP1开发计划时,它是非常前瞻性的。”Broadcom以非常精细的特征尺寸制造SOC,而树莓派可以使用更大、更便宜的工艺来处理其余的部分:以太网、USB、MIPI、模拟视频输出、USART、I2C、I2S、PWM和GPIO——除了SDRAM、SD卡和HDMI之外的一切。

树莓派5使用PCIe作为SOC与他们的RP1芯片之间的主干。准确地说,PCIe通道共有四个,提供了16 Gb/s的连接速度。这很有趣,因为大多数芯片组设计完全是专有的,两个芯片需要使用共同的机密语言进行通信。在这里,树莓派和Broadcom可以合作,但几乎保持了一定的距离,因为PCIe没有任何专有性。由于他们在SOC上有一个多余的PCIe通道,他们能够将其引出给最终用户。

解焊RP1芯片,并放弃所有它提供的外围设备,适当地修改内核,并将Pi 5变成一个全PCIe、五通道的怪物,留作给有动力的读者来完成。

琐事

树莓派5上的大黄色复合视频输出已经消失,但他们为你焊接了线路,以便你可以将其连接到除HDMI之外的其他设备上。旧的音频输出插孔已被彻底删除,因此如果你想要高保真音频,你可能不得不依赖于HDMI音频输出或HAT。其他连接包括四针头的PoE、三针头的ARM调试/UART和一个JST电池连接器,以保持实时时钟模块运行。

由于你可能需要散热片,带风扇或不带风扇,他们在处理器周围增加了安装孔。出于空间原因,MIPI相机/显示扁平柔性连接器使用了我们在Pi Zero上看到的较薄的形状,而不是Pi 4上较宽的形状。

树莓派的演进

在某种程度上,树莓派5是一小步的进展。两倍的速度提升不是什么小事,散落其中的各种生活质量改进都很不错,但从单板计算机市场的现状来看,这都不算革命。然而,与树莓派4相比,树莓派5至少好了两倍,而且只需少量的额外费用。如果回顾六个月前,人们为树莓派4支付了荒谬的溢价,那么树莓派5绝对是一笔划算的交易。虽然现在市场上有更快的Linux单板计算机,但它们也更贵,所以树莓派5的价值主张仍然很坚实。再加上树莓派的文档和软件支持,这里有很多值得喜欢的东西。

它们还没有在商店里出售,但树莓派计划在2023年余下的时间里生产“略少于一百万”台树莓派5并上市销售,所以它们不会供不应求——我们希望如此!如果你需要更高的速度,并且能够处理高温,没有理由不去购买树莓派5。