Raspberry Pi 4B – od strony sprzętowej
Wystarczy jedno spojrzenie i już nie ma wątpliwości, że mamy do czynienia z komputerem spod znaku “malinki”. Płytka PCB o wymiarach 85 x 56 mm, 40-pinowe złącze GPIO oraz gniazdo na kartę micro SD – mogłoby się wydawać, że jest identycznie jak u poprzednika. Owszem znajdziemy tu wiele cech wspólnych ze starszymi generacjami Raspberry Pi, ale również wiele innowacyjnych ulepszeń, z których ucieszą się również bardziej wymagający użytkownicy. Komunikacja z PC i innymi urządzeniami drogą USB jest zapewniona dzięki czterem portom USB – 2x, USB 2.0 oraz 2x USB 3.0 SS, które cechują się maksymalną przepustowością na poziomie 5 Gb/s. Producent wyposażył płytkę również w port Ethernet o przepustowości 1 Gb/s, a także złącza CSI i DSI dla modułów odpowiednio: kamery i wyświetlacza. Wbudowany moduł Bluetooth BLE 5.0 o jeszcze niższym poborze energii jest kolejną oznaką postępu w stosunku do wersji 4.2 w Pi 3B+. Komunikację bezprzewodową zapewnia także dwuzakresowy moduł Wi-Fi wspierający standard IEEE 802.11ac. Dzięki temu Raspberry Pi 4B może funkcjonować jako mały i wydajny serwer plików. Jeśli nasza aplikacja wykorzystuje wyświetlanie obrazu, wówczas poza złączem DSI dla wyświetlacza LCD TFT możemy także skorzystać z dwóch złączy micro HDMI do podłączenia dwóch monitorów, jakie mogą współpracować z klasycznym komputerem klasy PC. Układ przetwarzania obrazu wspiera obsługę plików graficznych o rozdzielczości 4K przy częstotliwości odświeżania wynoszącej 60Hz. Standardowo zasilanie Pi 4B odbywa się przez złącze USB typu C. Wymagany zasilacz musi zapewniać napięcie wyjściowe 5VDC oraz minimalną wydajność prądową wynoszącą 3A. Natomiast z pozoru niewielką zmianą jest nowy procesor Broadcom BCM2711 – tu również jest konstrukcja czterordzeniowa, ale w stosunku do chipu BCM2837 częstotliwość zegara została podniesiona z 1,4 GHz do 1,5 GHz, ale nowa architektura rdzenia Cortex A-72 w porównaniu do Cortex A-53 została zoptymalizowania pod kątem wydajności, dzięki czemu nowy Raspberry Pi może zostać użyty w aplikacjach o wzmożonym zapotrzebowaniu na moc obliczeniową. Procesor graficzny również oferuje wsparcie dla przetwarzania obrazów w bardzo wysokiej jakości w takich standardach jak OpenGL ES 1.1, 2.0 i 3.0, 4K/60FPS oraz HD 1080p/30FPS. Raspberry Pi 4B jest dostępny w trzech wersjach pamięci RAM w standardzie LPDDR4 zapewniającym wysoką wydajność. W zależności od wymagań sprzętowych aplikacji, z których będziemy korzystali, możemy wybrać wersję 1GB, 2GB lub 4GB. Najnowszy minikomputer Raspberry Pi może działać na kilku różnych systemach operacyjnych, a pośród nich prosto od producenta płytki – Raspian OS, a także na dystrybucjach systemu Linux, takich jak Ubuntu Mate, Risc OS oraz Windows 10 IoT Core.
Raspberry Pi 4B w akcji
W praktyce dzięki nowemu, bardziej wydajnemu osprzętowi Raspberry Pi 4B wykazuje wyraźnie lepsze osiągi w stosunku do swoich poprzedników. Jednym z najważniejszych celów przyświecających projektantom Raspberry Pi 4B, było stworzenie komputera, który będzie mógł być użytkowany nie tylko jako sterownik aplikacji wbudowanych, takich jak serwer plików, centrala automatyki domowej, ale także jako komputer biurkowy do takich zadań jak edytowanie dokumentów, przeglądanie zdjęć i filmów, gry komputerowe i inne. Moc obliczeniowa procesora wraz z bardzo krótkim czasem dostępu pamięci RAM, a także możliwość obsługi dwóch monitorów, umożliwia komfortowe i praktyczne korzystanie z komputera, np. do takich aplikacji jak przeglądarka internetowa Google Chrome, a także programy do obróbki graficznej. Natomiast odtwarzanie filmów z aplikacji YouTube może być problematyczne z tego względu, że podczas oglądania materiału w jakości HD 1080p, temperatura procesora może sięgać nieco ponad 70°C, podczas gdy konstrukcja urządzenia została zaprojektowana tak, aby przy osiągnięciu temperatury 80°C nastąpiło zadziałanie zabezpieczenia termicznego w celu zapobiegnięcia uszkodzeniom. Zbyt wysoka temperatura pracy procesora może powodować także spadek efektywności pracy minikomputera objawiający się np. poprzez zaburzenia w płynnym przetwarzaniu obrazu na monitorze, bądź awaryjnym wyłączeniu aplikacji wskutek przeciążenia procesora. Aby zapewnić właściwe warunki funkcjonowania procesora, warto doposażyć Raspberry Pi 4B w dodatkowy radiator bądź nakładkę HAT z wentylatorem wymuszającym obieg powietrza.
Raspberry Pi 4B – czy warto go kupić?
W pierwotnym zamyśle Raspberry Pi powstał jako narzędzie adresowane do wszystkich, którzy chcą w prosty sposób nauczyć się programowania oraz szybkiego prototypowania praktycznych aplikacji elektronicznych, a także korzystać z aplikacji na systemach kompatybilnych z Linuksem. Najnowszy model minikomputera ze stajni Raspberry Pi swoimi możliwościami sprzętowo-programowymi stanowi znakomity fundament pod aplikacje embedded i choć jeszcze mu trochę brakuje, żeby móc rywalizować z “dużymi” komputerami klasy PC, to jego możliwości sprzętowo-programowe wykazują spory postęp technologiczny w porównaniu do poprzednich wersji “malinki”, co objawia się chociażby brakiem przycinania obrazu przy obsłudze większości standardowych aplikacji. Jest to bardzo dobry znak, który wskazuje na to, że kolejne generacje lub modyfikacje tego minikomputera będą wykazywały tendencję wzrostową w parametrach sprzętowych, dzięki czemu będziemy mogli te same zadania co na pececie, wykonywać za pomocą dużo mniejszego Raspberry Pi o znacznie niższym poborze energii. W zależności od naszych potrzeb możemy wybrać wersję z pamięcią RAM o pojemności 1GB, 2GB bądź 4GB, przy czym wersja z pamięcią RAM 1GB będzie z pewnością wystarczająca na potrzeby większości projektów embedded/IoT. Natomiast dwie pozostałe sprawdzą się, gdy naszym zamiarem będzie korzystanie z Raspberry Pi 4B jako komputera z monitorem, myszą i klawiaturą do pracy biurowej. Jest to produkt zdecydowanie warty uwagi również, jeśli chcemy zabrać się za praktyczną naukę programowania.
