Raspberry Pi 5 ดีกว่า Pi 4 สองเครื่อง
(hackaday.com)- Raspberry Pi 5 เร็วกว่า Pi 4 ประมาณ 2~3 เท่าใน benchmark ส่วนใหญ่ และหลังเปิดตัวในเดือนตุลาคม 2023 มีแนวโน้มจะกลายเป็นตัวเลือกหลักสำหรับโปรเจกต์ที่ต้องการประสิทธิภาพ
- การยกระดับประสิทธิภาพมาจาก BCM2712 SoC, ARM A76 4 คอร์ 2.4GHz, DRAM·VideoCore·WiFi·อินเทอร์เฟซ SD ที่เร็วขึ้น, MIPI คู่ และเอาต์พุต HDMI 4K 60Hz คู่
- Gigabit Ethernet ยังคงเหมือนเดิม แต่ด้วยการรองรับ ARM Cryptography Extensions ทำให้ประสิทธิภาพ AES เร็วขึ้น 45 เท่า ช่วยลดคอขวดด้านการเข้ารหัสในสภาพแวดล้อมที่ใช้ TLS หนัก
- เมื่อประสิทธิภาพสูงขึ้น ภาระด้านพลังงานและความร้อนก็เพิ่มขึ้นด้วย โดย Pi 5 ใช้ไฟได้สูงสุด 12W และอาจต้องใช้ฮีตซิงก์หรือ active cooling แบบมีพัดลม
- การเปิดเผย PCIe 2.0 x1 อย่างเป็นทางการ, RP1 southbridge, ปุ่มเปิด/ปิด, RTC และการรองรับ USB-C Power Delivery ช่วยขยายการใช้งานในโปรเจกต์เดสก์ท็อป·สตอเรจ·กล้อง·จอแสดงผล
ประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นราวสองเท่าเมื่อเทียบกับ Pi 4
- Raspberry Pi 5 ให้ความเร็วระดับใกล้เคียงกับ Raspberry Pi 4 สองเครื่อง ขณะที่ราคาสูงขึ้นเพียง 5 ดอลลาร์ตามที่แนะนำ
- ผู้ใช้ที่กำลังจะใช้ Pi 4 กับโปรเจกต์ที่ต้องการความเร็ว อาจรออีกไม่กี่สัปดาห์จน Pi 5 เริ่มวางขายจะดีกว่า
- หัวใจของการยกระดับประสิทธิภาพคือ Broadcom BCM2712 SoC รุ่นใหม่
- Pi 5 ขับเคลื่อน ARM A76 4 คอร์ที่ 2.4GHz
- Pi 4 ขับเคลื่อน ARM A72 4 คอร์ที่ 1.8GHz
- CPU ได้เปรียบ Pi 4 โดยประมาณ 2~3 เท่า
- ความถี่สัญญาณนาฬิกาของ DRAM เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า
- VideoCore ถูกปรับให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น และความเร็วในการประมวลผลพิกเซลก็อยู่ที่ประมาณสองเท่า
- คอนโทรลเลอร์ WiFi ใหม่ให้ throughput ประมาณสองเท่าด้วยชิปไร้สายตัวเดิม
- อินเทอร์เฟซการ์ด SD ก็ทำงานได้เร็วขึ้นสองเท่า ทำให้เวลา boot อาจต่ำกว่า 10 วินาที หรือใกล้เคียงราว 8 วินาที
จอแสดงผล กล้อง การเข้ารหัส และเครือข่าย
- Pi 5 มี ไลน์ MIPI สำหรับกล้อง/จอแสดงผล สองชุด ทำให้ทำ stereo imaging หรือใช้กล้องพร้อมจอภายนอกได้พร้อมกัน
- HDMI สามารถขับ จอ 4K 60Hz ได้ 2 จอ
- ยังมีบางส่วนที่ไม่ได้ดีขึ้นตามภาพรวมแบบ 2 เท่า
- Gigabit Ethernet ยังคงเป็น Gigabit Ethernet
- ผู้ใช้ที่ติดข้อจำกัดนี้จำเป็นต้องใช้อะแดปเตอร์เครือข่ายภายนอก
- Broadcom SoC รุ่นใหม่รองรับ ARM Cryptography Extensions
- งานอย่าง AES เร็วกว่า Pi 4 45 เท่า
- ช่วยให้ประสิทธิภาพการเข้ารหัสไม่กลายเป็นคอขวดในสภาพแวดล้อมที่ TLS ถูกใช้แทบทุกที่
- แม้ในการทดสอบแบบไม่เป็นทางการ โดยรวมก็รู้สึกได้ว่าเร็วกว่า Pi 4 ประมาณสองเท่า และคล่องตัวกว่า Pi 400 มาก
พลังงาน ความร้อน และการออกแบบเคส
- Pi 5 มีประสิทธิภาพต่อพลังงานดีกว่า Pi 4 เมื่อทำงานปริมาณเท่ากัน แต่เพราะสามารถเร่งใช้งานหนักได้มากกว่า การใช้พลังงานสูงสุดจึงเพิ่มขึ้น
- กำลังไฟสูงสุดของ Pi 5 คือ 12W
- กำลังไฟสูงสุดของ Pi 4 คือ 8W
- การจ่ายไฟและการจัดการความร้อนอาจกลายเป็นส่วนหนึ่งของต้นทุนและเงื่อนไขการออกแบบเมื่อใช้ Pi 5
- ระบบย่อยด้านพลังงานใหม่ใช้ DA9091 power management IC
- สร้างแรงดันไฟแยกกัน 8 ชุด
- จ่ายกระแส 20A ให้ BCM2712 SoC ได้
- เป็นชิปที่ Raspberry Pi และ Renesas พัฒนาร่วมกัน
- รวมหน่วย real-time clock ไว้ด้วย
- รองรับ USB-C Power Delivery ทำให้หาอะแดปเตอร์จ่ายไฟที่มีกำลังเพียงพอได้ง่ายขึ้น
- มีปุ่มเปิด/ปิดติดตั้งมาเป็นมาตรฐาน ช่วยลดความจำเป็นในการดัดแปลงเพิ่มปุ่มเปิด/ปิดแบบเดิม
- ความร้อนเป็นข้อจำกัดสำคัญของ Pi 5
- อาจต้องใช้ฮีตซิงก์
- อาจต้องใช้โซลูชัน active cooling ที่มีพัดลม
- บอร์ดมี fan header ให้
- Raspberry Pi ยังออกแบบเคสสำหรับ Pi 5 ใหม่ด้วย
- เพิ่มพัดลม
- ใส่ฝาครอบที่ถอดได้และช่องระบายอากาศด้านล่าง
- ชิ้นอะคริลิกขนาดเล็กทำหน้าที่เป็นฝาครอบปุ่มเปิด/ปิดและไฟแสดงสถานะพลังงาน
PCIe อย่างเป็นทางการและความเป็นไปได้ของ NVMe
- ฟีเจอร์ใหม่ที่โดดเด่นที่สุดของ Pi 5 สำหรับการใช้งานแบบเดสก์ท็อปคือการรองรับ PCIe lane อย่างเป็นทางการ
- Pi 4 ใช้ PCIe ระหว่างคอนโทรลเลอร์ USB กับ SoC และเคยมีการ hack เพื่อดักใช้งานส่วนนั้น
- CM4 เลือกได้ระหว่าง USB กับ PCIe แต่ต้องออกแบบบอร์ดเอง
- Pi 5 ใช้ PCIe ได้โดยไม่ต้อง hack
- อย่างไรก็ตาม ยังต้องใช้อะแดปเตอร์
- PCIe 2.0 lane เดี่ยวถูกเปิดออกมาผ่านคอนเน็กเตอร์ flat flex
- ต้องใช้บอร์ดอะแดปเตอร์ที่เหมาะกับอุปกรณ์ต่อพ่วงที่ต้องการใช้
- ในการทดสอบของ Jeff Geerling เขาเชื่อมต่อไดรฟ์ NVMe ด้วยอะแดปเตอร์ฮาร์ดแวร์พรีวิวของ Raspberry Pi
- บน PCIe 2.0 ที่รองรับอย่างเป็นทางการ ได้ความเร็ว 450MB/s
- หากเปลี่ยนหนึ่งบรรทัดใน
/boot/config.txtเพื่อเปิด โหมด PCIe 3.0 ที่ไม่รองรับอย่างเป็นทางการ จะได้เกือบ 900MB/s - PCIe 3.0 ไม่ใช่การทำงานที่ได้รับการรับรอง และผลที่รายงานคือส่วนใหญ่ใช้งานได้
บทบาทของคอนโทรลเลอร์ custom RP1
- MIPI คู่, USB 3.0 คู่, USB 2.0 คู่ และ bandwidth ของอุปกรณ์ต่อพ่วงที่ดีขึ้นใน Pi 5 เป็นผลจาก ชิปอินเทอร์เฟซ/southbridge RP1 ที่ Raspberry Pi พัฒนาเอง
- Eben Upton อธิบายว่า RP1 ใกล้เคียงกับสถาปัตยกรรมแบบ chiplet
- Broadcom ผลิต SoC ด้วยกระบวนการผลิตที่ละเอียดกว่า ส่วน Raspberry Pi จัดการ I/O ที่เหลือด้วยกระบวนการผลิตที่ใหญ่กว่าและถูกกว่า
- ฟังก์ชันที่ RP1 รับผิดชอบมีดังนี้
- Ethernet
- USB
- MIPI
- เอาต์พุตวิดีโออนาล็อก
- USART
- I2C
- I2S
- PWM
- GPIO
- SDRAM, การ์ด SD และ HDMI ไม่ได้อยู่ในความรับผิดชอบของ RP1
- Pi 5 ใช้ PCIe 4 เลน เป็น backbone ระหว่าง SoC กับ RP1
- bandwidth ของลิงก์คือ 16Gb/s
- PCIe ไม่ใช่โปรโตคอลปิดเฉพาะ ทำให้ Raspberry Pi และ Broadcom ร่วมมือกันได้ค่อนข้างยืดหยุ่น
- เนื่องจาก SoC มีช่อง PCIe เหลือ จึงสามารถเปิด PCIe ให้ผู้ใช้ปลายทางใช้งานได้
พอร์ตที่หายไปและคอนเน็กเตอร์ใหม่
- ใน Pi 5 ขั้วต่อ composite video output สีเหลืองขนาดใหญ่หายไป
- แต่มีไลน์ให้บัดกรีใช้งานแทน
- แจ็กเอาต์พุตเสียงเดิมถูกถอดออกทั้งหมด
- หากต้องการเสียงคุณภาพสูง ต้องพึ่งพาเอาต์พุตเสียงผ่าน HDMI หรือ HAT
- องค์ประกอบการเชื่อมต่อเพิ่มเติมมีดังนี้
- PoE บน header 4 พิน
- ARM debug/UART บน header 3 พิน
- คอนเน็กเตอร์แบตเตอรี่ JST สำหรับคงสถานะ RTC
- มีการเพิ่มรูยึดรอบโปรเซสเซอร์เพื่อรองรับการติดตั้งฮีตซิงก์หรือพัดลม
- คอนเน็กเตอร์ flat flex สำหรับกล้อง/จอแสดงผล MIPI ใช้รูปแบบที่บางกว่าแบบที่พบใน Pi Zero ไม่ใช่รูปแบบกว้างของ Pi 4
ตำแหน่งผลิตภัณฑ์และแผนการจัดหา
- Pi 5 ไม่ใช่ผลิตภัณฑ์ที่จะพลิกตลาด single-board computer ทั้งหมด แต่ดีกว่า Pi 4 อย่างน้อยสองเท่า และขึ้นราคาเพียงเล็กน้อย
- เมื่อนึกถึงช่วงที่ Pi 4 เคยถูกซื้อขายในราคาพรีเมียมสูง Pi 5 อยู่ในช่วงราคาที่ดี
- ยังมี Linux SBC ที่เร็วกว่าในตลาด แต่ราคาสูงกว่า และ value proposition ของ Pi 5 ก็ยังแข็งแกร่ง
- เอกสารและการสนับสนุนซอฟต์แวร์ของ Raspberry Pi ก็เป็นข้อได้เปรียบเช่นกัน
- Raspberry Pi วางแผนผลิต Pi 5 เกือบ 1 ล้านเครื่อง เพื่อส่งเข้าร้านค้าในช่วงเวลาที่เหลือของปี 2023
- หากต้องการความเร็วและจัดการความร้อนได้ ก็แทบไม่มีเหตุผลที่จะไม่เลือก Raspberry Pi 5
1 ความคิดเห็น
ความคิดเห็นจาก Hacker News
ผมคิดว่าคำพูดที่ว่า “การหาแหล่งจ่ายไฟที่จ่ายพลังงานตามที่ Pi 5 ต้องการได้ง่ายขึ้นมาก” น่าจะผิดเป็นส่วนใหญ่
Pi 4 ใช้ 5V 3A หรือ 15W และตามมาตรฐาน ถ้าจะเกิน 15W ก็ควรเพิ่มแรงดัน แต่ Pi 5 กลับเพิ่มกระแส
แทบไม่เห็นแหล่งจ่ายไฟ 5V 5A USB-PD เลย และสงสัยว่าดองเกิล buck converter ที่ลด 9V 3A ลงเป็น 5V 5A จะราคาเท่าไร
แม้อะแดปเตอร์ไฟจะรองรับ แต่ถ้าไม่ใช่สายคุณภาพสูง แรงดันตกมากจนขึ้นคำเตือนแรงดันต่ำได้
ตอนนี้แนะนำให้ใช้แหล่งจ่ายไฟทางการ หรือ PoE+ HAT ทางการที่จะออกภายหลัง
ราคา แหล่งจ่ายไฟ 5V 5A ที่เห็นตอนนี้คือ £11.90
ในวิดีโอเปิดตัวอันหนึ่งมีพูดถึงการแลกเปลี่ยนนี้ โดยบอกว่าถ้ามีแค่ไฟ 3A ก็เพียงแต่กำลังไฟของ USB ด้าน downstream จะถูกจำกัด ส่วนที่เหลือยังทำงานได้
USB-PD R3.1 ระบุว่ารองรับแรงดันคงที่, Programmable Power Supply (PPS) และ Adjustable Voltage Supply (AVS) และช่วงกำลังมาตรฐาน (SPR) แบบแรงดันคงที่รองรับ 3A และ 5A ที่ 5V, 9V, 15V, 20V
ถ้า AnandTech ถูก ก็คงชัดกว่านี้ยาก และ PPS ก็น่าดูประกอบด้วย ที่ชาร์จ Anker ที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้จ่ายได้ 5A ในช่วง 3.3V~11V ดังนั้นถ้ามีสาย e-marker ที่รองรับ 5A, 5V 5A ก็อยู่ในช่วงนั้นพอดี
ไม่รู้ว่า Pi 5 รองรับการเจรจา PPS หรือไม่ แต่ถ้ารองรับ ความเข้ากันได้กับที่ชาร์จก็จะดีขึ้น ผมเห็นด้วยว่า Pi 5 ควรมีอะไรอย่าง buck converter อยู่ข้างใน แต่จะบอกว่าไม่เป็นไปตามมาตรฐานก็คงยากกว่า มันใกล้เคียงกับการใช้งานมาตรฐานในรูปแบบที่ไม่ค่อยพบมากกว่า
แม้แต่กับ Pi 4 ถ้าจะใช้ที่ชาร์จ USB อะไรก็ได้ก็เหนื่อยแน่ และมันก็ไม่ใช่อุปกรณ์ที่มีแบตเตอรี่ด้วย
ถ้าไม่ใช้แหล่งจ่ายไฟ 5V 5A ก็แค่พอร์ต USB แต่ละพอร์ตจะถูกจำกัดที่ 600mA และก็ยังใช้งานได้ไม่มีปัญหา
Raspberry Pi กำลังแพงขึ้นพอสมควร
ถ้าจำไม่ผิด รุ่นแรกๆ น่าจะอยู่ที่ประมาณ $30 แต่ตอนนี้เรียกเก็บเกิน $80 แล้ว
หลายคนที่นี่รวมถึงผมน่าจะชอบรุ่นที่แรงขึ้นแต่ไม่ถูกมากนัก จุดแข็งหลักของ Raspberry Pi คือการเป็นคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กที่ขยายต่อได้และใช้เหมือนมาตรฐานร่วมกันได้ ผมไม่ค่อยกังวลเรื่องราคาเท่าไร แต่ติดเพดานที่ประสิทธิภาพ CPU และ I/O บ่อยๆ
อย่างที่เห็นในสมาร์ตโฟน SoC ที่ใกล้เคียงกันทำได้ดีกว่านี้มาก ขณะเดียวกันก็จริงที่สำหรับผู้ใช้และงานจำนวนมาก มันควรจะถูกลง ไม่ใช่แพงขึ้นแบบตอนนี้
อาจขาย รุ่นพรีเมียมประสิทธิภาพสูง เพื่อนำกำไรมาช่วยอุดหนุนรุ่นราคาถูกก็ได้
ผมวางแผนจะเปลี่ยนเซิร์ฟเวอร์ Pi 3 ไปใช้เครื่องแบบนั้น และข้อดีใหญ่คือไม่ต้องยุ่งกับ ARM
รุ่นเก่ายังซื้อได้อยู่ และถูกกว่าตอนเปิดตัวด้วย แต่ตอนนี้มีตัวเลือกให้จ่ายแพงขึ้นเพื่อซื้อรุ่นที่แรงขึ้น
ถ้าต้องการ v4 ราคากำลังลดลง
ผมกำลังรอบอร์ด RISC-V อยู่ อย่างน้อยก็น่าจะได้เอกสารที่ถูกต้อง ไม่เหมือนบอร์ด RPi
ถ้า Pi 5 ออกมา ผมตั้งใจจะคว้า Pi 4 ราคาถูก สักตัว
นึกว่าตัวเองได้กำไรที่หา Pi 4 ซึ่งมีของในสต็อกในราคาปกติได้… บ้าจริง
กินไฟแค่ 8W และ Pi 5 อยู่ที่ 12W เลยกังวลเรื่องระบายความร้อนน้อยกว่า ยังมีโปรเจกต์อีกมากที่ Pi 4 เป็นตัวเลือกที่ดี
แต่ในฐานะคอมพิวเตอร์อเนกประสงค์ Pi 5 กำลังเข้าใกล้ระดับที่แข่งขันได้ในหลายงานที่ Pi 4 ค่อนข้างฝืนเล็กน้อย สำหรับงานแบบมินิเวิร์กสเตชัน เช่น ท่องเว็บ งานพัฒนาเบาๆ Pi 5 น่าจะเป็นตัวเลือกที่พิจารณาได้เต็มที่ และส่วนที่รู้สึกอืดเล็กน้อยบน Pi 4 น่าจะดีขึ้น
ผู้คนคาดหวัง ประสิทธิภาพ จาก RPi กันจริง ๆ เหรอ?
ผมว่าจุดดึงดูดของมันคือใช้งานได้ดีพอ เปิดกว้างพอ และมีอุปกรณ์ต่อพ่วงกับสิ่งให้ลองเล่นเยอะไม่ใช่เหรอ หรืออาจเป็นผมเองที่ตามไม่ทันก็ได้
ตอนนี้ผมย้ายงานพัฒนาส่วนตัวเกือบทั้งหมดไปอยู่บนเครื่อง Raspi แล้ว ใช้ Raspberry Pi 400 เป็นเครื่องหลัก และทำโปรเจกต์ด้วยรุ่น 3, 4 หลายตัว
สิ่งที่ชอบมากคือสามารถใส่เครื่องมือพัฒนา, อินพุต/เอาต์พุต ฯลฯ ทั้งหมดลงใน Pi ตัวเดียว แล้วแพ็กเกจโปรเจกต์ให้เป็นอิสระได้
ถ้าจะเริ่มโปรเจกต์ใหม่ ก็แค่ตั้งค่า Pi อีกตัวแล้วเริ่มได้ทันที
ถ้ามีรุ่นที่ประสิทธิภาพสูงกว่านี้ ผมก็ย้ายงานที่ทำขึ้นไปอยู่บน Pi ได้มากขึ้น แม้ของอย่าง VS Code จะรันได้แต่ก็ยังไม่ดีนัก และบน Pi 4 หลายอย่างก็เกือบจะยอดเยี่ยมแล้ว
Pi 5 ดูเหมือนจะดีพอที่จะเปลี่ยนสมดุลนั้นได้
มันยังรันจากแบตเตอรี่แพ็กได้ด้วย คุณจึงเชื่อมต่อด้วยแท็บเล็ตแล้วพัฒนาใน Starbucks ร้านโปรดได้
เวลาบูต 8 วินาที ช้ากว่า Commodore 64 ของผมแค่ 2 วินาทีเอง
ถ้าลดความประชดลงหน่อย มันคงเป็นระบบที่ดีกว่าจริง แต่การที่คอร์วิ่งที่ 2.4GHz แทน 1.8GHz ไม่ได้แปลว่าจะมองข้ามการใช้พลังงานได้
มันมีปัญหาแบบเดียวกับการโอเวอร์คล็อก คุณเพิ่มคล็อกได้ แต่ก็มีขีดจำกัดของความร้อนที่ดึงออกจากแพ็กเกจได้ เพราะต้องจำกัดคอร์ก่อนที่บัดกรีบนบอร์ดจะละลาย หรือ PCB ใต้แพ็กเกจจะหลุดล่อน
ผมคิดว่าทีม Broadcom คงคำนึงถึงเรื่องนี้แล้ว แต่จะพูดง่าย ๆ ว่า “คล็อกเร็วขึ้น 33% ก็น่าจะประมวลผลข้อมูลได้มากขึ้น 33%” ไม่ได้
แทนที่จะแข่งกันเรื่องประสิทธิภาพ น่าจะรักษา ช่วงราคา $35 ไว้มากกว่า
สุดท้ายแล้วในความเห็นผม แก่นของ Pi ไม่ใช่แค่ความถูก แต่คือการยังคงให้ความคุ้มค่าที่ดีพร้อมกับมีความสามารถเพียงพอ
การตั้งราคาน่าจะมีความซับซ้อนแฝงอยู่มาก และเป็นไปได้สูงว่าถ้าจะลดราคาลง 12.5% ให้เหลือ $35 อาจต้องยอมเสียฟีเจอร์หรือประสิทธิภาพมากกว่า 12.5% ไปมาก
ดีมากที่ Broadcom SoC ใหม่รองรับ ส่วนขยายการเข้ารหัสของ ARM ในที่สุด และจริง ๆ ควรมีมาตั้งนานแล้ว
Pi 5 นั้นดีมากจริง ๆ แต่การที่ ต้องใช้ฮีตซิงก์ ทำให้ผมรู้สึกเหมือนเป็นคนละเกมไปเลย
ตราบใดที่ยังมีทั้ง 4 และ 5 อยู่ก็คงไม่เป็นไร การทดลองเป็นเรื่องดีมาก แต่ผมก็คิดว่าคุณค่าของการใช้พลังงานต่ำและใช้งานได้หลากหลายก็สูงเช่นกัน
เขาจงใจเน้นว่าแม้รันโดยไม่มีฮีตซิงก์และถึงขีดจำกัดอุณหภูมิจน CPU ต้อง throttling ก็ยัง เร็วกว่า Pi 4
เพียงแต่ไม่จำเป็นต้องใช้ การระบายความร้อนแบบแอคทีฟ เท่านั้น
ไม่ว่าวิธีระบายความร้อนที่พูดถึงจะเป็นฮีตซิงก์หรือพัดลม หรือทั้งสองอย่าง ผมสงสัยว่ามันส่งผลต่อ ขนาดและน้ำหนัก ของตัวเครื่องมากแค่ไหน
พัดลมที่แทบมองไม่เห็นเมื่อติดบนบอร์ด จะสามารถระบายความร้อนให้เครื่องที่กำลังรับโหลดได้จริงหรือ?
ไม่ว่าอย่างไรก็เป็นผลิตภัณฑ์ที่เจ๋ง และดีใจที่ได้เห็นฟีเจอร์ใหม่กับสเปกที่ดีขึ้นใส่เข้ามาอย่างต่อเนื่อง
แต่ก็ต้องมีช่องสำหรับการไหลเวียนของอากาศ
มันถูกออกแบบให้ใส่ในเคส Pi อย่างเป็นทางการได้ จากภายนอกจึงไม่เห็นร่องรอยของการระบายความร้อนแบบแอคทีฟ แต่ เสียงรบกวน ค่อนข้างชัดเจน