The Raspberry Pi 5: Adding a Dash of Custom Silicon
The Evolution of Raspberry Pi
四年後，自「樹莓派（Raspberry Pi）4」推出之後，「樹莓派」團隊回歸以一臺新的功能強大的電腦──「樹莓派 5」。這是一個令人期待的後繼機種，具備更新的元件和更好的規格，甚至搭載了一些自家研發的專用晶片。然而首先我們需要熟悉一下樹莓派最初的概念。
自 2012 年以來，樹莓派基金會及其商業部門一直致力於設計和銷售價格低廉、僅約一副撲克牌大小的單板電腦。它基於 Arm 系統晶片，具備了我們對一臺全尺寸電腦的期望，例如 USB 埠、HDMI 輸出、乙太網存取埠等等。多年來，樹莓派逐步增加了新的功能，例如 Wi-Fi 和藍芽支援。科技愛好者立即開始利用這些小型電腦建立媒體伺服器、復古遊戲主機、互動儀表板、機器人專案等等。樹莓派是初學者入門程式設計和網路的理想選擇。
不久之後，企業甚至開始將樹莓派用於工業控制器或辦公室的瘦客戶機，甚至因供應鏈問題、炒家和過度成功而出現供應短缺。
新一代樹莓派的規格
現在讓我們來仔細看一下樹莓派 5 的規格。樹莓派 5 配備了一款 64 位四核 Arm Cortex-A76 處理器，主頻達到 2.4GHz（每核 512KB L2 快取和 2MB 共享 L3 快取）。和樹莓派 4 一樣，它支援 Wi-Fi 5（802.11ac）、藍芽 5.0、低功耗藍芽和千兆乙太網。樹莓派 5 具備兩個 micro-HDMI 埠，這意味著你可以使用一臺樹莓派存取兩個重新整理率為 60Hz、支援 HDR 的 4K 顯示器。至於 USB 埠方面，樹莓派 5 與先前版本類似，有兩個全尺寸 USB 3.0 埠，支援同時 5Gbps 的傳輸速度，還有兩個全尺寸 USB 2.0 埠。它還配備了一個 USB-C 介面作為電源介面。樹莓派團隊首次提供了便於新增 PCI Express 外設的功能，揭示了一個新的單車道 PCIe 2.0 介面。不過你需要購買 HAT 擴充套件板（即在上方存取的硬體）或者一個轉接器來利用這個介面。此外樹莓派 5 還支援透過單獨的 HAT 進行電源供應。樹莓派 5 仍然具備常見的 40 引腳標頭和 MIPI 攝像頭/顯示屏埠（從 2×2 線提升到 2×4 線）。此外樹莓派 5 的 microSD 卡插槽效能也得到了加倍提升。至於價格方面，樹莓派 5 只會提供兩種版本——4GB RAM 版售價為 60 美元，8GB RAM 版售價為 80 美元。與具有相同 RAM 容量的樹莓派 4 相比，樹莓派 5 的價格上漲了 5 美元。
自家研發的專用晶片
雖然樹莓派 5 的主系統晶片仍由 Broadcom 設計，但它是第一款使用自家研發專用晶片（RP1）的全尺寸樹莓派。這是一款南橋晶片（Southbridge Chip），負責處理 I/O 功能，替換了以前由主系統晶片處理的某些功能。之前的樹莓派模型依賴於第三方公司的 I/O 控制器。從技術上講，Raspberry Pi CEO Eben Upton 在電子郵件中告訴我："它採用了' I/O 控制器 '插座，此前的代拔由 Microchip（LAN9512、LAN9514、LAN7515）或 Via Labs（VL805）等部件佔用。嚴格來說它還代替了主 SoC 的大多數模擬元件：GPIO 和相關低速外設、乙太網 MAC、MIPI CSI/DSI、類比電視。這留下了 HDMI、SDRAM 和 PCI Express（不論是用於與 RP1 通訊，還是與外部裝置通訊）在主 SoC 上"。
這不是樹莓派首次開發自家晶片，該團隊此前還為樹莓派 Pico 設計了自家的微控制器晶片——一款用於物聯網裝置、燈光顯示、製造流程等的多功能微控制器板。樹莓派 5 的問世再次顯示出樹莓派團隊希望控制更多元件的意圖，並且在經濟規模上得以實現。
滿足供應需求
2021 年，樹莓派的商業部門籌集了 4500 萬美元，用於投資供應鏈和開發新產品。由於其獨特定位，樹莓派多年來一直供不應求。例如，樹莓派 5 將保持生產至 2035 年。Upton 在接受 TechCrunch 的存取中提到："樹莓派的價值主張一直是，你可以在明天買到 10 萬臺它們"。樹莓派 5 的問世使其產品線更加豐富。樹莓派 4 並未淘汰，將在未來一段時間內繼續生產。樹莓派 5 將在 10 月底之前上市。Upton 告訴我："雖然生產過程總是具有挑戰性，但我們有幾百萬套晶片訂單，預計在聖誕節之前能夠生產超過 100 萬套樹莓派 5，同時繼續維持樹莓派 4 和之前產品的生產水平"。
評論與建議
樹莓派 5 的推出標誌著樹莓派家族的新裏程碑，它不僅帶來了更高的效能和新功能，還展示了樹莓派團隊在自家研發方面的進一步努力。這款新型號將為開發人員和製造商提供更多的選擇，同時將樹莓派的應用領域擴充套件到更多垂直市場。
然而隨著樹莓派的成功和知名度不斷增長，供應鏈問題也越來越嚴重。儘管樹莓派團隊提出了增加生產量的計劃，但全球晶片短缺和供應鏈延遲等問題仍然會影響到樹莓派 5 的供應和交付。對於希望購買樹莓派 5 的消費者和開發者來說這可能意味著需要有所等待和耐心。
儘管如此在可預見的未來，樹莓派 5 將成為開發人員、學生和科技愛好者的理想選擇。它提供了更高的效能、更多的擴充套件性和更多自家研發的創新功能。無論是用於教育、娛樂還是專業應用，樹莓派 5 都將成為一個強大而又多功能的工具。
對於初學者來說樹莓派 5 是一個很好的選擇來引入程式設計和網路。它提供了友好的使用者介面和廣泛的社區支援，可以幫助初學者快速入門。對於專業人士來說樹莓派 5 則為他們提供了更多的開發和部署選項，可以滿足他們不斷擴大的需求。
總的來說樹莓派 5 是一個令人期待的產品，它將為樹莓派生態系統帶來更多的可能性。我們可以期待看到更多有趣的應用和創新的出現，同時也需要關注供應鏈問題以確保消費者能夠及時獲得這款令人興奮的新產品。
