Raspberry Pi 4. Что дают четыре ядра и четыре гига в четвертой ревизии «малинки»

Как и у людей, у компьютеров есть своя судьба — и складывается она зачастую по-разному. Одни ведут размеренную жизнь и тихо уходят на покой в предназначенный срок. Другим уготовано вписать свое имя в историю, стать признанной легендой и даже породить целую субкультуру. Выход четвертой ревизии популярного одноплатника Raspberry Pi не оставляет скептикам ни единого шанса: английский микрокомпьютер с нами всерьез и надолго.


Получив в народе ласковое прозвище «малинка», RPi стал своего рода ZX Spectrum для современной эпохи. Параллели можно проводить долго: оба компьютера появились на свет в Англии (да не где-нибудь, а в Кембридже!), оба предназначались в первую очередь для образования, но при этом легко «переросли» отведенные рамки. Будучи не самыми производительными для своего времени, они привлекали пользователей демократичной ценой, простотой и, конечно же, поддержкой со стороны сообщества.

Хоть основатель Raspberry Pi Foundation Эбен Аптон и не получил пока от английской королевы титул рыцаря, как это было с Клайвом Синклером почти сорок лет назад, можно не сомневаться, что общественное признание его заслуг еще впереди. Вполне возможно, через пару десятилетий кто-то из нового поколения хакеров и программистов с теплотой вспомнит свой первый микрокомпьютер Raspberry, который помог определиться с выбором жизненного пути. Да, Линус Торвальдс учился программированию на Sinclair QL, если ты не знал!

INFO

Про сэра Клайва Синклера и разработку первых микрокомпьютеров в Sinclair Research снят художественно-исторический фильм Micro Men с Мартином Фрименом в одной из главных ролей. Успеха другой его работы — сериала «Шерлок» — эта картина не получила, но если судьба пионеров ИТ тебя хоть сколько-то интересует, фильм однозначно стоит смотреть.

Думаю, теперь ты понимаешь, почему я просто не мог пройти мимо Raspberry Pi 4 и приобрел этот одноплатник, как только он появился у нас в свободной продаже и максимальной комплектации. Официальных поставок в Россию, насколько мне известно, пока не было, но перекупщики вовремя подсуетились и завезли немного «малинок» для самых нетерпеливых энтузиастов. Самое время узнать, что приготовило нам нынешнее обновление!

Обзор платы

Любопытные детали можно обнаружить уже в комплектации. Плата не упакована в антистатический пакет — и это странно. Эбен Аптон упоминал, что его команда старается максимально удешевить производство Raspberry Pi, но это какая-то уж слишком радикальная оптимизация затрат. Подобную экономию ожидаешь увидеть в применении к Raspberry Pi Zero за $5, но никак не к флагманской модели за $55.

Однако все это мелочи жизни, о которых сразу забываешь, едва ознакомившись с бумажной инструкцией. Ты наверняка уже в курсе, что четвертая версия одноплатника поставляется с разными объемами оперативной памяти на выбор. Летом Raspberry Pi Foundation анонсировала появление сразу трех вариантов, с микросхемами LPDDR4 емкостью в один, два или четыре гигабайта. Но в инструкции содержится упоминание о еще одной версии, которая, видимо, не дошла до релиза — на целых восемь гигабайт! Ого!


Про нее в новостях не было ни слова, и нам остается только гадать, по какой причине разработчики решили отказаться от подобной модели. Вполне возможно, что итоговая стоимость «малинки» с такой микросхемой памяти оказалась слишком высокой и не укладывалась в философию дешевого компьютера, которой стараются придерживаться в Кембридже. Кроме того, не стоит забывать, что выпуск нового поколения сразу в нескольких вариантах — это смелый эксперимент и в самой организации никто пока не знает, какая модель в итоге окажется наиболее популярной среди пользователей.

В такой ситуации отложить выпуск версии на восемь гигабайт и оценить спрос на ее ближайший аналог с четырьмя — вполне логичный шаг. Так что вероятность выхода еще более производительного Raspberry Pi сохраняется, тем более что разработчикам предстоит как-то исправить аппаратную проблему совместимости с некоторыми блоками питания (об этом чуть ниже).

Дальнейший осмотр самого микрокомпьютера настолько неожиданных сюрпризов не принес. Как и было заявлено, форм-фактор остался прежним, а вот расположение и набор разъемов немного изменились, из-за чего одноплатник потерял обратную совместимость с некоторыми прежними аксессуарами. В истории Raspberry Pi такое произошло, кстати, впервые, если не считать оригинальные модели с полноразмерными карточками SD. Стоило ли оно того?

Первое, что бросается в глаза, — разъем RJ45 для гигабитного Ethernet поменяли местами с парой портов USB, переместив его ближе к выводам PoE. Безусловно, такое изменение напрашивалось само собой и только облегчило разводку платы. К слову, теперь сеть и периферия USB висят на отдельных интерфейсах. До этого их объединял общий хаб, что создавало проблемы при одновременном использовании.

Кроме того, у нас наконец-то появились два порта стандарта USB 3.0, без него в 2019 году было бы совсем грустно. Это означает, что теперь есть возможность подключать внешние SSD и прочую современную скоростную периферию вроде веб-камер с разрешением 4К. Можно даже собрать собственный бюджетный NAS, благо связка из USB 3.0 и гигабитного Ethernet располагает к определенного рода безумствам — например, RAID на SSD. Кстати, ответственная за USB микросхема VIA VL805 общается с процессором по PCI Express, и энтузиасты практически тут же нашли способ работать с еще более быстрыми дисками NVMe, просто отпаяв концентратор USB с платы. Классный аппаратный хак!

С боковой стороны убрали полноразмерный разъем HDMI, заменив его парочкой Micro-HDMI 2.0. Увы, они стоят близко друг к другу, и из-за этого подключать переходники с толстыми коннекторами на хвостах будет неудобно. Зато теперь появилась возможность выводить картинку сразу на два дисплея. Производитель в анонсах нескромно пишет о том, что поддерживается «до двух дисплеев и до 4К@60», но на самом деле приходится выбирать: либо два дисплея на 30 кадрах, либо один, но с плавным изображением.

По сравнению с крохотными разъемами видеоинтерфейсов олдскульный 3,5-миллиметровый аудиоджек кажется огромным. Удивительно, но инженеры не только решили сохранить его, но еще и не стали выкидывать возможность выводить на него аналоговый видеосигнал! Так что все желающие могут попробовать вдохнуть жизнь в старые телевизоры и эмулировать ретроигры на аутентичном экране.

А вот с разъемом Mini-USB разработчики распрощались, теперь на его месте ты найдешь USB Type-C. По уверениям создателей, это позволяет прокормить новый «камень», аппетиты которого выросли до 3 ампер под нагрузкой — в сумме внушительные 15 Ватт потребления. Насколько верны столь смелые заявления, мы обязательно выясним чуть позже, а пока лишь замечу, что реализация стандарта USB Power Delivery на новой плате сломала совместимость с нынешними блоками питания у некоторой части пользователей (включая меня). Если для тебя эта проблема критична, стоит подождать следующей ревизии платы, в которой разработчики обещали исправить недочет.

Слот для microSD оставили на своем законном месте. Если ты рассчитывал на встроенный флеш-накопитель в новом поколении (как на RPi Compute Module, например), увы и ах — надеждам не суждено было сбыться. Я тоже немного разочарован, если честно. На Raspberry Pi 2 этот разъем был не самой удачной конструкции — и на моей плате разболтался спустя некоторое время, так что успешная загрузка системы с карты памяти происходила через раз.

Штыревые контакты GPIO также не претерпели изменений. С одной стороны, это позволило сохранить совместимость с существующими платами расширения, что приятно. С другой стороны — как и раньше, очень не хватает выведенного сигнала RESET для принудительной перезагрузки системы (например, автоматически с помощью микросхемы-супервизора). Кроме того, было бы здорово иметь хотя бы парочку дополнительных интерфейсов USB на этом разъеме — чтобы было удобно пользоваться той периферией, которую не предполагается переподключать слишком часто (такие интерфейсы почти всегда можно обнаружить в нижней части обычных десктопных материнок).

Самый SoC: BCM2711

Однако самые интересные изменения произошли, конечно же, с центральным процессором. Теперь это SoC BCM2711 с четырьмя ядрами Cortex-A72 на архитектуре ARMv8, что выводит производительность системы на качественно иной уровень. Предыдущие модели основывались на ядрах от Cortex-A7 (Raspberry Pi 2) до Cortex-A53 (Raspberry Pi 3+), то есть с этим обновлением разработчики перемахнули сразу через несколько ступенек.

В первую очередь этому способствовал переход на техпроцесс 28 нм. Микросхемы на всех предыдущих версиях одноплатника изготавливались по технологии 40 нм, и с выходом BCM2873 на RPi 3+ инженеры уперлись в ограничения по площади кристалла. Более производительные ядра требовали больше транзисторов, которые просто негде было разместить. Как видишь, пока Intel и AMD безуспешно штурмуют порог в 10 нм при разработке процессоров на х86, другие — более скромные — компании вполне комфортно себя чувствуют на уже проверенных и давно обкатанных техпроцессах.

На текущий момент документации к микросхеме BCM2711 нет в открытом доступе, но ты можешь частично удовлетворить свое любопытство, ознакомившись с мануалом на Cortex-A72.


Что касается периферии, то новая система на кристалле получила в свое распоряжение ускоритель трехмерной графики Videocore VI (500 МГц, 2160p). Информации по GPU сейчас тоже немного, и остается только надеяться, что по прошествии какого-то времени в Broadcom поддержат сообщество и выложат соответствующий референс, как это произошло с Videocore IV во вторую годовщину проекта Raspberry Pi. Все-таки Эбен Аптон неоднократно заявлял, что их конечная цель — сделать со временем одноплатник максимально открытым.

Интересности

Пройдусь по самым важным пунктам из того, на что я обратил внимание при работе с RPi 4.

Продолжение доступно только участникам

Материалы из последних выпусков становятся доступны по отдельности только через два месяца после публикации. Чтобы продолжить чтение, необходимо стать участником сообщества «Xakep.ru».

Присоединяйся к сообществу «Xakep.ru»!

Членство в сообществе в течение указанного срока откроет тебе доступ ко ВСЕМ материалам «Хакера», увеличит личную накопительную скидку и позволит накапливать профессиональный рейтинг Xakep Score! Подробнее

faberge: Цифровыхъ дѣлъ мастеръ

Комментарии (2)

  • Выдвижной блок розеток и usb разъёмов на рабочем (или демонстрационном) столе - симпатично :) ...

    • Аха-ха))
      Да, это рабочий стол. Он такой чистый только потому, что новое место, еще не успел обжиться и захламить. Мне самому несколько стыдно, со стороны может сложиться впечатление, что я ничем не занят. Но это не так))