Raspberry Pi 5 es mejor que dos Pi 4
(hackaday.com)- Raspberry Pi 5 es 2 a 3 veces más rápida que la Pi 4 en la mayoría de los benchmarks y, tras su lanzamiento en octubre de 2023, probablemente se convierta en la opción predeterminada para proyectos que necesitan rendimiento.
- La mejora de rendimiento proviene del SoC BCM2712, con 4 núcleos ARM A76 a 2.4 GHz, DRAM, VideoCore, WiFi e interfaz SD más rápidos, MIPI dual y salida HDMI dual 4K a 60 Hz.
- Gigabit Ethernet se mantiene igual, pero gracias al soporte de extensiones criptográficas de ARM, el rendimiento AES es 45 veces más rápido, lo que puede reducir cuellos de botella de cifrado en entornos con mucho TLS.
- A mayor rendimiento, también aumentan las exigencias de energía y temperatura: la Pi 5 consume hasta 12 W y puede requerir disipador o enfriamiento activo con ventilador.
- La exposición oficial de PCIe 2.0 x1, el southbridge RP1, el botón de encendido, el RTC y el soporte de USB-C Power Delivery amplían sus usos en proyectos de escritorio, almacenamiento, cámaras y pantallas.
Rendimiento alrededor del doble frente a la Pi 4
- Raspberry Pi 5 alcanza una velocidad similar a la de dos Raspberry Pi 4, con un aumento de precio presentado como de 5 dólares.
- Quienes pensaban usar una Pi 4 para proyectos que necesitan velocidad quizá prefieran esperar unas semanas hasta que comience la venta de la Pi 5.
- En el centro de la mejora de rendimiento está el nuevo SoC BCM2712 de Broadcom.
- La Pi 5 usa 4 núcleos ARM A76 a 2.4 GHz.
- La Pi 4 usa 4 núcleos ARM A72 a 1.8 GHz.
- La CPU tiene una ventaja aproximada de 2 a 3 veces frente a la Pi 4.
- La frecuencia de la DRAM se duplicó.
- VideoCore pasó a ser más eficiente y la velocidad de procesamiento de píxeles también ronda el doble.
- El nuevo controlador WiFi ofrece aproximadamente el doble de throughput con el mismo chip inalámbrico.
- La interfaz de tarjeta SD también puede operar al doble de velocidad, por lo que el tiempo de arranque puede bajar a menos de 10 segundos, cerca de unos 8 segundos.
Pantallas, cámaras, cifrado y red
- La Pi 5 tiene dos líneas MIPI para cámara/pantalla, lo que permite imágenes estéreo o usar una cámara y una pantalla externa al mismo tiempo.
- HDMI puede manejar 2 pantallas 4K a 60 Hz.
- También hay áreas que se apartan de la mejora general de 2 veces.
- Gigabit Ethernet sigue siendo Gigabit Ethernet.
- Los usuarios que choquen con este límite necesitarán un adaptador de red externo.
- El nuevo SoC de Broadcom soporta extensiones criptográficas de ARM.
- En tareas como AES es 45 veces más rápido que la Pi 4.
- Ayuda a que el rendimiento criptográfico no sea un cuello de botella en entornos donde TLS se usa prácticamente en todas partes.
- En pruebas no oficiales, en general también se sintió aproximadamente el doble de rápida que la Pi 4 y mucho más ágil que la Pi 400.
Energía, temperatura y diseño del gabinete
- Para la misma carga de trabajo, la Pi 5 es más eficiente que la Pi 4, pero como se la puede exigir mucho más, su consumo máximo aumenta.
- La potencia pico de la Pi 5 es de 12 W.
- La potencia pico de la Pi 4 es de 8 W.
- La alimentación y la gestión térmica pueden formar parte del costo de uso y de las condiciones de diseño de la Pi 5.
- El nuevo subsistema de energía usa el IC de administración de energía DA9091.
- Genera 8 voltajes separados.
- Puede suministrar 20 A al SoC BCM2712.
- Es un chip desarrollado conjuntamente por Raspberry Pi y Renesas.
- También incluye una unidad de reloj en tiempo real.
- El soporte de USB-C Power Delivery facilita encontrar adaptadores de corriente capaces de suministrar suficiente energía.
- Incluye de serie un botón de encendido, lo que reduce la necesidad de modificaciones para agregar uno.
- La temperatura es una de las principales limitaciones de la Pi 5.
- Puede requerir un disipador.
- También podría requerir una solución de enfriamiento activo con ventilador.
- La placa incluye un header para ventilador.
- Raspberry Pi también rediseñó el gabinete para la Pi 5.
- Agregó un ventilador.
- Incluyó una tapa desmontable y rejillas de ventilación inferiores.
- Una pequeña pieza de acrílico funciona como cubierta del botón de encendido e indicador de estado de energía.
PCIe oficial y posibilidad de NVMe
- Para uso de escritorio, la nueva función más llamativa de la Pi 5 es el soporte oficial de líneas PCIe.
- La Pi 4 usaba PCIe entre el controlador USB y el SoC, y existían hacks para interceptarlo.
- El CM4 permitía elegir entre USB y PCIe, pero había que diseñar la placa directamente.
- La Pi 5 permite usar PCIe sin hacks.
- Aun así, se necesita un adaptador.
- Una única línea PCIe 2.0 queda expuesta mediante un conector flat flex.
- Se necesita una placa adaptadora compatible con el periférico que se quiera usar.
- En las pruebas de Jeff Geerling, se conectó una unidad NVMe con el adaptador de hardware preliminar de Raspberry Pi.
- Con PCIe 2.0 soportado oficialmente obtuvo 450 MB/s.
- Al cambiar una línea en
/boot/config.txtpara activar el modo PCIe 3.0 no soportado, obtuvo casi 900 MB/s. - PCIe 3.0 no es una operación certificada, aunque el resultado fue que funcionó en la mayoría de los casos.
El rol del controlador personalizado RP1
- Las mejoras de la Pi 5 en MIPI dual, USB 3.0 dual, USB 2.0 dual y ancho de banda de periféricos se deben al chip de interfaz/southbridge RP1 propio de Raspberry Pi.
- Eben Upton describe el RP1 como algo cercano a una arquitectura de chiplets.
- Broadcom fabrica el SoC en un proceso fino, mientras que Raspberry Pi maneja el resto de la E/S con un proceso más grande y económico.
- Las funciones a cargo del RP1 son las siguientes:
- Ethernet
- USB
- MIPI
- Salida de video analógico
- USART
- I2C
- I2S
- PWM
- GPIO
- La SDRAM, la tarjeta SD y HDMI no están a cargo del RP1.
- La Pi 5 usa 4 líneas PCIe como backbone entre el SoC y el RP1.
- El ancho de banda del enlace es de 16 Gb/s.
- Como PCIe no es un protocolo propietario, Raspberry Pi y Broadcom pueden colaborar de forma relativamente flexible.
- El SoC tenía canales PCIe adicionales, lo que permitió exponer PCIe al usuario final.
Puertos eliminados y conectores nuevos
- En la Pi 5 desaparece el gran conector amarillo de salida de video compuesto.
- En su lugar, quedan expuestas líneas que pueden usarse soldando.
- El jack de salida de audio anterior fue eliminado por completo.
- Si se necesita audio de alta calidad, habrá que depender de la salida de audio por HDMI o de un HAT.
- Los elementos de conexión adicionales son los siguientes:
- PoE en un header de 4 pines
- Debug ARM/UART en un header de 3 pines
- Conector de batería JST para mantener el RTC
- Se agregaron orificios de montaje alrededor del procesador pensando en la instalación de disipadores o ventiladores.
- Los conectores flat flex MIPI para cámara/pantalla no usan el formato ancho de la Pi 4, sino el formato más delgado visto en la Pi Zero.
Posicionamiento del producto y plan de suministro
- La Pi 5 no es un producto que transforme por completo todo el mercado de computadoras de placa única, pero es al menos dos veces mejor que la Pi 4 y el aumento de precio es pequeño.
- Si se recuerda la época en que la Pi 4 se vendía con grandes sobreprecios, la Pi 5 queda en un buen rango de precio.
- También hay SBC Linux más rápidas en el mercado, pero cuestan más, y la propuesta de valor de la Pi 5 sigue siendo sólida.
- La documentación y el soporte de software de Raspberry Pi también son una ventaja.
- Raspberry Pi planea producir y enviar a tiendas un poco menos de 1 millón de Pi 5 durante lo que resta de 2023.
- Si se necesita velocidad y se puede manejar la temperatura, hay muy pocas razones para no elegir una Raspberry Pi 5.
1 comentarios
Opiniones en Hacker News
Creo que la afirmación de que “se volvió mucho más fácil encontrar una fuente de alimentación capaz de entregar la energía que necesita la Pi 5” es, en general, incorrecta.
La Pi 4 usa 5V 3A, es decir, 15W, y según el estándar, para superar los 15W se suele subir el voltaje, pero la Pi 5 subió la corriente.
Casi no se ven fuentes de alimentación USB-PD de 5V 5A, y me da curiosidad cuánto costará un dongle convertidor buck que baje 9V 3A a 5V 5A.
Aunque el adaptador de corriente lo soporte, si el cable no es de buena calidad puede haber una caída de voltaje grande y aparecer una advertencia de bajo voltaje.
Por ahora recomiendo la fuente de alimentación oficial o el PoE+ HAT oficial que saldrá más adelante.
El precio que se ve actualmente para una fuente de alimentación de 5V 5A es £11.90.
En uno de los videos de lanzamiento hablaron de este compromiso: si solo tienes una fuente de 3A, lo único que se limita es la energía disponible para los USB downstream; el resto funciona.
USB-PD R3.1 admite voltajes fijos, fuente de alimentación programable (PPS) y suministro de voltaje ajustable (AVS), y dice que el rango de potencia estándar (SPR) con voltajes fijos admite 3A y 5A a 5V, 9V, 15V y 20V.
Si AnandTech está en lo correcto, es difícil ser más claro que eso, y PPS también vale la pena tenerlo en cuenta. El cargador Anker mencionado antes entrega 5A entre 3.3V y 11V, así que, con un cable e-marker compatible con 5A, 5V 5A cae exactamente dentro de ese rango.
No sé si la Pi 5 admite negociación PPS, pero si lo hace, aumentaría la compatibilidad con cargadores. Estoy de acuerdo en que la Pi 5 debería haber incluido algo como un convertidor buck, pero es difícil decir que no cumple el estándar; se parece más a un uso poco común del estándar.
Incluso con la Pi 4, si intentas usar cualquier cargador USB, te metes en problemas, y además no es un dispositivo con batería.
Si no usas una fuente de 5V 5A, los puertos USB simplemente quedan limitados a 600mA cada uno, y aun así se puede usar sin problemas.
Las Raspberry Pi se están volviendo bastante caras.
Si no recuerdo mal, los modelos iniciales costaban como $30, y ahora piden más de $80.
A mucha gente aquí, incluyéndome, también le gustaría un modelo más potente y menos barato. Para mí, la ventaja central de Raspberry Pi es ser una computadora pequeña y expandible que puede usarse casi como un estándar común; el precio no me preocupa mucho, pero el CPU y el rendimiento de entrada/salida suelen quedarme cortos.
Como se ve en los smartphones, SoC similares pueden rendir mucho mejor. Al mismo tiempo, también es cierto que para muchos usuarios y casos de uso debería ser más barata en vez de volverse más cara como ahora.
Podrían haber vendido un modelo premium de alto rendimiento para subsidiar los modelos de bajo costo.
Planeo reemplazar mi servidor Pi 3 por un equipo de ese tipo, y no tener que lidiar con ARM es una gran ventaja.
Los modelos antiguos todavía se pueden comprar y están más baratos que cuando se lanzaron. En cambio, ahora también tienes la opción de pagar más por un modelo con mejor rendimiento.
Si necesitas una v4, el precio está bajando.
Yo estoy esperando placas RISC-V. Al menos, a diferencia de las placas RPi, probablemente podré conseguir documentación decente.
Cuando salga la Pi 5, pienso pescar una Pi 4 barata.
Encontré una Pi 4 en stock a precio normal y pensé que había conseguido una ganga… maldita sea.
Consume solo 8W, mientras que la Pi 5 consume 12W, así que también hay menos preocupación por la refrigeración. Todavía hay muchísimos proyectos para los que la Pi 4 es una buena opción.
Pero como computadora de propósito general, la Pi 5 se está acercando a un nivel competitivo para varios usos en los que la Pi 4 quedaba un poco justa. Para usarla como mini workstation, por ejemplo para navegar la web o hacer trabajo de desarrollo liviano, creo que la Pi 5 puede considerarse perfectamente, y probablemente mejoren esas partes que se sentían algo lentas en la Pi 4.
¿La gente de verdad espera rendimiento de una RPi?
Creo que su atractivo está en que es suficientemente usable, suficientemente abierta y tiene muchos periféricos y cosas para trastear. O quizá soy yo quien ya perdió el toque.
Ahora he movido casi todo mi desarrollo hobby a dispositivos Raspi, uso una Raspberry Pi 400 como máquina principal de trabajo y hago proyectos con varios modelos 3 y 4.
Me gusta mucho poder empaquetar un proyecto de forma independiente, metiendo en una sola Pi las herramientas de desarrollo, entrada/salida y todo lo demás.
Para empezar un proyecto nuevo, configuro otra Pi y listo.
Si hubiera modelos con más rendimiento, podría mover más de mi trabajo a la Pi. Cosas como VS Code corren, pero no van del todo bien, y en la Pi 4 muchas cosas ya están casi a un nivel excelente.
La Pi 5 parece ser suficiente para cambiar ese equilibrio.
También puede funcionar con un paquete de baterías, así que podrías desarrollar conectado desde una tablet en tu Starbucks favorito.
Que arranque en 8 segundos: apenas 2 segundos más lenta que mi Commodore 64.
Dejando un poco de lado el sarcasmo, seguro que es un sistema mejor, pero no puedes ignorar el consumo de energía solo porque los núcleos corran a 2.4 GHz en vez de 1.8 GHz.
Es el mismo problema del overclocking. Puedes subir la frecuencia, pero antes de que se derrita la soldadura de la placa o se delamine el PCB bajo el paquete, tienes que limitar los núcleos; por lo tanto, hay un límite al calor que puedes sacar del paquete.
Supongo que la gente de Broadcom habrá tomado esto en cuenta, pero no puedes decir simplemente: “como el reloj es 33% más rápido, procesará 33% más datos”.
Me habría gustado que mantuvieran el precio de $35 en vez de entrar a competir por rendimiento.
Al final, creo que lo central de la Pi no es tanto que sea barata, sino que sigue ofreciendo buen valor y al mismo tiempo es lo bastante capaz.
Seguramente hay mucha complejidad oculta en la fijación de precios, y es muy posible que para bajar el precio 12.5% hasta $35 tuvieran que renunciar a bastante más de 12.5% en funciones o rendimiento.
Es excelente que el nuevo SoC de Broadcom por fin soporte las extensiones criptográficas de ARM; ya era hora.
La Pi 5 es realmente buena, pero que necesite disipador me hace sentir que es un juego totalmente distinto.
Mientras la 4 y la 5 coexistan, está bien. Experimentar está muy bien, pero creo que el valor de ser de bajo consumo y multipropósito también es grande.
Se enfatizó a propósito que, incluso si la ejecutas sin disipador y al llegar al límite térmico la CPU hace throttling, sigue siendo más rápida que la Pi 4.
Simplemente no necesita enfriamiento activo.
Me pregunto si los métodos de enfriamiento mencionados —sea disipador, ventilador o ambos— afectan mucho el tamaño y el peso del equipo.
¿Puede un ventilador casi imperceptible al montarlo en la placa enfriar de forma realista un dispositivo bajo carga?
En cualquier caso, es un producto genial, y me gusta ver que sigue recibiendo nuevas funciones y mejoras de especificaciones.
Eso sí, hacen falta orificios para la ventilación.
Está diseñado para caber dentro de la carcasa oficial de Pi, así que por fuera no hay señales de enfriamiento activo, pero el ruido sí se nota bastante.