Raspberry Pi 5 solo admite decodificación HEVC, sin codificación de video por hardware
(raspberrypi.com)- Raspberry Pi 5 fue anunciado para lanzarse a finales de octubre de 2023, con precios de $60 para 4GB y $80 para 8GB, y presume un rendimiento de más del doble que Raspberry Pi 4
- La nueva placa cambia la plataforma en general con CPU Cortex-A76, GPU VideoCore VII, salida dual 4Kp60 por HDMI, PCIe 2.0 x1, Wi‑Fi, Bluetooth, USB 3.0/2.0 y más
- La mayor limitación en funciones multimedia es la ausencia de un codificador de video por hardware, y el video realmente acelerado por hardware se limita a decodificación H.265/HEVC 4Kp60
- Raspberry Pi explica que la codificación por software permite ajustar con más precisión la calidad y el bitrate, y que la codificación 1080p60 básica requiere aproximadamente solo un procesador
- Los usuarios que dependían de la codificación en tiempo real para streaming con cámara, drones o transmisión de baja latencia ahora tendrán que reevaluar los costos de energía, latencia y uso de CPU
Calendario de lanzamiento y precio
- Raspberry Pi 5 fue anunciado para lanzarse a finales de octubre de 2023; el precio es de $60 para el modelo de 4GB y $80 para el de 8GB, sin incluir impuestos locales
- El producto se dio a conocer antes de llegar a tiendas y ya puede reservarse a través de socios Approved Reseller; los primeros envíos están previstos para finales de octubre
- Raspberry Pi afirma que apartará por separado todas las unidades de Raspberry Pi 5 vendidas al menos hasta fin de año para venta individual dirigida a personas
- Los suscriptores impresos de The MagPi y HackSpace recibirán un código de un solo uso para acceso prioritario al hardware Raspberry Pi 5
- La información relacionada con Raspberry Pi 5 continuará en raspberrypi.com/5
Especificaciones principales de hardware
- El CPU es un 2.4GHz quad-core 64-bit Arm Cortex-A76, basado en Broadcom BCM2712, con 512KB de caché L2 por núcleo y 2MB de caché L3 compartida
- El GPU es Broadcom VideoCore VII, desarrollado en Cambridge, y soporta OpenGL ES 3.1 y Vulkan 1.2
- Las funciones de pantalla y multimedia incluyen lo siguiente
- salida dual 4Kp60 por HDMI
- decodificador HEVC 4Kp60
- nuevo Image Sensor Pipeline desarrollado por Raspberry Pi
- El I/O y la expansión se amplían frente a Raspberry Pi 4
- 2 puertos USB 3.0, con soporte para operación simultánea a 5Gbps
- 2 puertos USB 2.0
- Gigabit Ethernet
- interfaz PCIe 2.0 x1 para periféricos rápidos
- 2 transceptores MIPI de 4 lanes para cámara/pantalla
- header GPIO estándar de 40 pines de Raspberry Pi
- real-time clock
- botón de encendido
- La memoria es un subsystem de SDRAM LPDDR4X de 32 bits, que opera a 4267MT/s, más rápido que los 2000MT/s efectivos de Raspberry Pi 4
Tres chips nuevos y cambios de arquitectura
- Raspberry Pi 5 incorpora 3 chips nuevos diseñados para este programa de producto
- BCM2712 es el nuevo application processor de Broadcom en 16nm; deriva del BCM2711 AP de 28nm de Raspberry Pi 4 e incluye varias mejoras de arquitectura
- Cortex-A76 está tres generaciones de microarchitecture por delante de Cortex-A72
- ofrece mayor IPC y menor energía por instrucción
- Raspberry Pi 5 usa arquitectura de chiplets desagregada en lugar de la arquitectura AP monolítica de generaciones anteriores
- el AP se encarga de las principales funciones digitales de alta velocidad, la interfaz de tarjeta SD, SDRAM, HDMI y PCI Express
- el resto de las funciones de I/O se descargan a un controlador I/O independiente y se conectan al AP por PCI Express
- RP1 es el controlador I/O de Raspberry Pi 5; fue diseñado por el equipo de Raspberry Pi que creó el microcontrolador RP2040 y está implementado en proceso TSMC 40LP
- 2 interfaces USB 3.0
- 2 interfaces USB 2.0
- controlador Gigabit Ethernet
- 2 transceptores MIPI de cuatro lanes
- salida de video analógico
- GPIO de 3.3V
- UART, SPI, I2C, I2S, PWM
- RP1 forma con BCM2712 un enlace de 16Gb/s mediante una interfaz PCI Express 2.0 de cuatro lanes
- RP1 se desarrolló desde 2016, costó $15 million y se presenta como el programa más largo, complejo y costoso realizado por Raspberry Pi
- El tercer chip nuevo es el PMIC Renesas DA9091 “Gilmour”
- integra 8 fuentes de alimentación switch-mode
- incluye una fuente de núcleo quad-phase de 20A capaz de alimentar los núcleos Cortex-A76 de BCM2712 y otra lógica digital
- proporciona funciones de RTC y botón de encendido estilo PC
Limitaciones de decodificación y codificación de video
- En preguntas y respuestas de los comentarios, Raspberry Pi corrigió que la capacidad real de video por hardware de Raspberry Pi 5 es únicamente decodificación H.265/HEVC 4Kp60
- Raspberry Pi 5 no tiene codificador de video por hardware
- H.264 se procesa por software
- tampoco se ofrece codificador HEVC por hardware
- Gordon Hollingworth evaluó que la codificación por hardware de Raspberry Pi 1, 2, 3 y 4 tenía una calidad relativamente baja para su bitrate
- Codificar con el procesador permite a los usuarios elegir con más precisión el equilibrio entre calidad y bitrate, pero a cambio aumenta el consumo de energía
- Explican que, con la configuración predeterminada, la codificación 1080p60 requiere aproximadamente solo un procesador y ofrece mejor calidad que el codificador por hardware de Raspberry Pi 4
- Con ajustes adecuados, también podría alcanzarse codificación 4K a alrededor de 24fps, aunque todavía no está optimizado en esa dirección
- A largo plazo, explican que “habrá que hacer algo”, pero en Raspberry Pi 5 el codificador por hardware quedaba “mm² too far” en términos de área de silicio
- Hay una respuesta de Liz Upton en comentarios indicando que AV1 puede decodificarse, pero no en 4K; probablemente sí en 1080p
Cambios en el layout de la placa y conectores
- Raspberry Pi 5 mantiene el footprint de tamaño tarjeta de crédito, pero cambia parte de la disposición para adaptarse a las funciones del nuevo chipset
- Se eliminó el jack de video compuesto y audio analógico de cuatro polos
- el video compuesto se genera desde RP1 y sigue disponible en un par de pads con separación de 0.1 pulgadas en el borde inferior de la placa
- En el espacio donde estaban el jack de cuatro polos y el conector de cámara ahora hay 2 conectores FPC
- las dos interfaces MIPI son transceptores bidireccionales, así que cada una puede conectarse a una cámara CSI-2 o a una pantalla DSI
- En el espacio izquierdo de la placa donde estaba el conector de pantalla ahora hay un conector FPC más pequeño para conexión PCI Express 2.0 de un solo lane
- El jack Gigabit Ethernet vuelve a su posición tradicional en la parte inferior derecha de la placa
- El conector PoE de cuatro pines también se movió, por lo que ya no es compatible con los PoE y PoE+ HAT anteriores
- Se agregaron 2 orificios de montaje para disipador y los siguientes conectores JST
- 2 pines para batería RTC
- 3 pines para depuración Arm y UART
- 4 pines para ventilador con soporte de control PWM y retroalimentación tacho
Energía, refrigeración y accesorios
- Raspberry Pi 5 fue diseñado para manejar cargas de trabajo típicas de cliente incluso sin gabinete y sin refrigeración activa
- Para usarlo bajo carga pesada sostenida sin throttling y sin gabinete, se puede añadir el Active Cooler de $5
- El gabinete actualizado para Raspberry Pi 5 cuesta $10 e integra un ventilador de hasta 2.79 CFM
- el ventilador se conecta al conector JST de cuatro pines y ofrece refrigeración controlada por temperatura
- el ventilador del gabinete usa fluid dynamic bearing
- Tanto el gabinete como el Active Cooler pueden mantener Raspberry Pi 5 suficientemente por debajo del punto de thermal throttle en temperatura ambiente normal y bajo worst-case load
- Con la misma carga de trabajo, Raspberry Pi 5 consume bastante menos energía y funciona más fresco que Raspberry Pi 4
- En las cargas más intensas, especialmente cargas tipo “power virus”, el consumo pico sube hasta alrededor de 12W, frente a los 8W de Raspberry Pi 4
- Si se usa un adaptador USB-C estándar de 5V 3A y 15W, la corriente USB downstream queda limitada por defecto a 600mA
- Para cubrir periféricos de alto consumo y margen en cargas pico, se ofrece un adaptador de corriente USB-C de $12
- soporta modo de operación de 5V 5A y 25W
- si el firmware detecta esa fuente de alimentación, eleva el límite de corriente USB a 1.6A
- además proporciona 5W extra para dispositivos USB downstream y 5W extra para el presupuesto de energía en la placa
M.2, PoE+, cables para cámara y pantalla
- Raspberry Pi 5 añade una interfaz PCI Express 2.0 de un solo lane para periféricos rápidos
- Raspberry Pi planea ofrecer desde inicios de 2024 dos mechanical adapter boards que convierten el conector PCIe FPC y parte del estándar M.2
- el primer adaptador M.2 encaja en el form factor estándar HAT y está pensado para montar dispositivos más grandes
- el segundo adaptador M.2 comparte un form factor en L y permite montar dispositivos formato 2230 y 2242 dentro del gabinete de Raspberry Pi 5
- El nuevo PoE+ HAT también estará disponible desde inicios de 2024
- soporta la nueva posición del header PoE de cuatro pines
- usa un form factor en L que cabe dentro del gabinete de Raspberry Pi 5
- las imágenes publicadas son de un prototipo y la versión de producción será distinta
- Debido al nuevo pinout de conector MIPI de mayor densidad, se necesita un adaptador para conectar cámaras/pantallas Raspberry Pi existentes y productos de terceros
- Raspberry Pi ofrecerá cables FPC para cámara/pantalla que convierten del formato mini al formato estándar
- longitudes de 200mm, 300mm y 500mm
- precios de $1, $2 y $3 respectivamente
Raspberry Pi OS y compatibilidad
- El nuevo Raspberry Pi OS está basado en Bookworm, la release más reciente de Debian y Raspbian
- En Raspberry Pi 4 y 5 se cambia de X11 a Wayfire Wayland compositor
- Raspberry Pi OS está previsto para mediados de octubre y será el único OS first-party compatible con Raspberry Pi 5
- Raspberry Pi 5 debe ejecutar Bookworm; ante preguntas sobre Bullseye o Buster, la respuesta fue que se necesita Bookworm
- Ante la pregunta de si la imagen Bookworm de 32 bits soporta Pi 5, la respuesta fue que la imagen Bookworm de 32 bits no soporta Pi 5
- OMXplayer no puede ejecutarse en Pi 5, por lo que pasa a ser importante hacer funcionar alternativas como VLC y FFMPEG
- Al migrar de Bullseye a Bookworm se requiere una instalación limpia; explican que es menos propenso a errores mover las personalizaciones del usuario que hacer un upgrade in-place de una imagen existente
Temas que surgieron en los comentarios
- Se repitieron las preocupaciones por suministro y precio, y Raspberry Pi respondió que el inventario inicial estará en los Authorised Resellers locales y que el precio recomendado no incluye impuestos locales
- Hay una respuesta de Liz Upton indicando que Raspberry Pi 4 no se descontinuará al menos hasta la década de 2030
- Hubo quejas por la adopción de micro-HDMI, y Raspberry Pi explicó que en el espacio de un socket HDMI de tamaño completo caben 2 micro-HDMI, el logo HDMI y el nuevo socket UART
- Sobre el puerto de alimentación USB-C, respondieron que tiene la misma capacidad de interfaz dwc-otg que Pi 4 y soporta gadget mode
- A la pregunta de si el puerto USB-C soporta host USB3, respondieron que no
- Respondieron que Raspberry Pi 5 no tiene una implementación completa de seguridad TrustZone, por lo que una certificación completa de Widevine es prácticamente imposible
- Wake-on-LAN vía Ethernet probablemente no estará disponible, y tampoco parece probable una implementación alternativa por software sobre RP1 porque el hardware no lo facilita
- RP1 sí tiene PIO, pero no es exactamente igual al PIO de RP2040, y al momento del lanzamiento no hay soporte de software que exponga esa función
- No hubo anuncios claros sobre futuros productos como Compute Module 5, Raspberry Pi 500, un modelo de 16GB o RP1 como producto independiente
1 comentarios
Opiniones de Hacker News
En vez de seguir haciendo Pis nuevos, más rápidos y caros, me gustaría que se enfocaran en hacer que los Pi existentes sean más baratos y fáciles de conseguir
Tengo como una docena de RPi, pero ninguno conectado a un monitor. No necesito puertos HDMI duales 4K; me gustaría que hubiera un Pi de 20 dólares con amplio stock. Parece que olvidaron para qué era originalmente el RPi
Ampliar el rango de rendimiento y permitir conectarlo a un monitor también parece un paso significativo hacia ese objetivo. Una computadora de propósito general se usa de forma distinta según la persona, así que decir que “olvidaron para qué era originalmente el RPi” no solo es ignorante, también puede ser hiriente. Puede que lo que tú quieres y la dirección de productos de la empresa no vayan en paralelo, pero hace falta empatía para entender que no eres el único protagonista en este escenario
https://www.microcenter.com/product/486575/Zero_W
Otros casos de uso también le quedaban pesados al Pi 4, y los productos competidores basados en RK3588 se ven bastante atractivos. El punto es que tu caso de uso y el mío son distintos. Ojalá sigan buscando mayor rendimiento junto con buena relación costo-beneficio
Entonces diría que ya existe un Pi ampliamente disponible por menos de 20 dólares
La frase “En el futuro tendremos que hacer algo, pero en el Pi 5 creemos que incluso 1 mm² para codificación por hardware es demasiado grande” suena, en lenguaje corporativo, a “Broadcom decidió que ya no va a permitir usar núcleos IP de video a bajo costo o gratis”
El argumento del área del die se entiende como razón para no incluir codificación AV1/HEVC, pero no explica por qué quitaron H.264. La explicación de que ahora la CPU ya es lo bastante potente como para codificar H.264 con mejor calidad y tasa de cuadros que el antiguo codificador por hardware suena mejor, pero para quienes necesitan bajo consumo o usar la CPU en otras tareas sigue siendo un retroceso. Al final, parece que otros factores, como las licencias, guiaron la decisión, y esta explicación suena a justificación posterior
Broadcom siempre ha sido, en el mejor de los casos, indiferente hacia la comunidad open source; y en el peor, hostil
Si es así, significa que en Raspberry Pi hay una cultura organizacional de mentir descaradamente en lugar de simplemente ser honestos. Esta frase no vino de Eben Upton, pero ya lo he visto varias veces esquivar la verdad o simplemente mentir. Una cosa es no querer pisarle los callos a un socio, o no querer causar un efecto Osborne haciendo que un producto sucesor parezca cercano, y otra muy distinta es la deshonestidad descarada. Muy decepcionante
La frase de Gordon Hollingworth, “En el futuro tendremos que hacer algo, pero en el Pi 5 creemos que incluso 1 mm² para codificación por hardware es demasiado grande”, suena plausible si se consideran la CPU rápida y las opciones ambiguas de codificación acelerada por hardware
Ese “algo” podría ser eliminar por completo la codificación y decodificación aceleradas por hardware y usar el silicio liberado en una CPU más potente, por ejemplo con unidades vectoriales más grandes, más núcleos o algo como Cortex X. O podrían incluir un codificador por hardware para un códec común y relativamente pesado, además de decodificadores para ese códec y algunos otros. También está el camino de incluir solo decodificador, como en el Pi 5, o incorporar un tejido de cómputo flexible y configurable para encargarse de las partes pesadas de los códecs de video populares. A eso se suma la opción de pasar a un proceso más moderno para aumentar la eficiencia o el presupuesto de transistores. Sea cual sea el camino, personalmente la decodificación acelerada por hardware me resulta mucho más útil que la codificación
Lo entiendo hasta cierto punto, pero aun así es una lástima. No todos los dispositivos de reproducción soportan HEVC, y es probable que HEVC siga atado a patentes por más tiempo que códecs como H.264
Me gustaría que hubiera al menos un formato abierto más con aceleración por hardware. AV1 quizá todavía sea un poco pronto, pero por ejemplo VP9 se puede usar en dispositivos iOS y Android recientes. También me da curiosidad cuánto influyeron los costos de licencia. Los RPi anteriores tenían códecs desbloqueables por software precisamente por esa razón
Que la decodificación AV1 por hardware haya tardado tanto parece más bien un problema de que los fabricantes de hardware no querían dar soporte. HEVC y VVC tienen más soporte de hardware
Hay muchísimas placas derivadas de la Pi, y el rango de configuraciones también es bastante amplio. Yo siempre vi a la Pi como el producto representativo para consumidores generales.
La Pi 4B también fue bastante impresionante; solo me hubiera gustado que se pudiera conseguir más fácilmente. Por ejemplo, están Banana PI M5: https://www.banana-pi.org/, Odroid C4: https://wiki.odroid.com/start, Odroid N2+: Odroid C4: https://wiki.odroid.com/start, Libre "Le Potato": https://libre.computer/, Libre "Renegade": https://libre.computer/, Orange Pi 3 LTS: http://www.orangepi.org/, Orange Pi 5: http://www.orangepi.org/, Rock Pi 4C+: https://rockpi.org/, Nano Pi M4B: http://nanopi.io/.
Comprar una RPi no es pagar solo por el hardware, sino también por el enorme soporte, los tutoriales y la estandarización. Creo que mucha gente en HN podría arreglárselas también con bases de conocimiento más pequeñas como las de BPi, OPi, ROCK, etc.
El nuevo kit de desarrollo de Nvidia, Jetson Orin Nano, sorprendentemente tampoco tiene codificador de video por hardware.
En su lugar hay que codificar video con la CPU, lo cual es muy extraño si se considera que la codificación de video es un caso de uso común en muchas aplicaciones de video.
De todos modos, parece que con la configuración correcta puede codificar por CPU 4 streams 1080p a 30 fps en H.264: https://www.ridgerun.com/post/jetson-orin-nano-how-to-achiev...
¿Qué hace OBS entonces? https://www.nvidia.com/en-us/geforce/guides/broadcasting-gui...
Que en 2023 no tenga decodificación H.264 por hardware es un poco absurdo.
Aunque hoy el uso de CPU sea menor, sigue siendo por lejos el códec más usado.
Hoy todos los servicios de streaming priorizan distribuir contenido AV1, VP9 y HEVC para ahorrar ancho de banda[0], y los clientes de los últimos 5 años —teléfonos, GPU, smart TVs, cajas de streaming, etc.— soportan alguno de esos formatos nuevos. 0: https://www.etcentric.org/netflix-switching-from-vp9-codec-t...
Si no necesitas un formato portátil, GPIO ni bajo consumo, puedes comprar algo como una HP Prodesk G3 400 reacondicionada por 60 dólares, y el rendimiento de hardware es mucho mejor.
Como servidor doméstico, en realidad es una mejor oferta.
Es lo bastante rápida como para correr un LLM de 7B a 1–2 tokens por segundo.
Prodesk G3: 24 horas * 365 días * 35 W * 1000 W/kW * USD 0.30/kWh = USD 91. Raspberry Pi 5: 24 horas * 365 días * 12 W * 1000 W/kW * USD 0.30/kWh = USD 31. Es muy probable que los 12 W de la Raspberry Pi 5 estén sobreestimados y que los 35 W del chip Intel estén subestimados, así que la diferencia real podría ser peor.
Cuesta el doble, pero su consumo eléctrico medido en el enchufe es de unos 4 W al 50% de carga, mucho menos que los 30 W del equipo comparado, y su rendimiento es mucho más rápido.
¿Los competidores directos como la Orange Pi 5, basada en Rockchip RK3588S, son distintos en este aspecto?
Me parece que la falta de opciones de codificación/decodificación de video acelerada por hardware puede ser algo común en dispositivos de gama baja para reducir costos.
Si quieres codificación de video por hardware, mira esta computadora de placa única que usa el AMD 7840 de última generación.
Incluye codificación de todo tipo, como H.264, AV1 y HEVC, y una GPU AMD de última generación: https://youtu.be/WCRK-Uwb0EA?si=BlxaYkg7Ecq2rALJ