《Raspberry Pi 樹莓派官方消息》Raspberry Pi 5 樹莓派5即將上市啦！

隆重介紹：樹莓派 5！

今天，我們很高興地宣布 Raspberry Pi 5 將於 10 月底推出。4GB 型號的售價為 60 美元，8GB 版本的售價為 80 美元，幾乎該平台的各個方面都進行了升級，提供了不折不扣的用戶體驗。Raspberry Pi 5 配備了新功能，其速度是其前身的兩倍多，並且它是第一台採用英國劍橋內部設計的晶片的 Raspberry Pi 電腦。



主要特點包括：

無需說話即可觀看 Raspberry Pi 5 向您展示其所有功能

此後的四年裡，Raspberry Pi 4 及其衍生產品 Raspberry Pi 400 和 Compute Module 4 已成為全球愛好者、教育工作者和專業設計工程師的最愛。現代 Raspberry Pi 4 電腦的運行速度比發布版本快 20%，核心時脈速度為 1.8GHz。而且，儘管過去兩年影響電子供應鏈的挑戰廣為人知，但我們在此期間仍然製造並銷售了超過 1,400 萬台 Raspberry Pi 4。

但時間不會停滯不前，我們社群對性能的追求也不會停滯不前。自 2016 年（Raspberry Pi 3 時代）以來，我們一直在悄悄地對 Raspberry Pi 平台進行更徹底的改革。如今，隨著 Raspberry Pi 5 的推出，這項努力取得了成果：與 Raspberry Pi 4 相比，我們的 CPU 和 GPU 效能提高了兩到三倍；記憶體和 I/O 頻寬大約是兩倍；我們首次在旗艦 Raspberry Pi 裝置上安裝了 Raspberry Pi 晶片。

新平台、新晶片組

三款新晶片均專為 Raspberry Pi 5 程式設計，它們結合在一起帶來了性能的飛躍變化。

BCM2712



BCM2712 是 Broadcom 的一款新型 16 奈米應用處理器 (AP)，源自於為 Raspberry Pi 4 提供動力的 28 奈米 BCM2711 AP，並具有眾多架構增強功能。其核心為四核心 64 位元 Arm Cortex-A76 處理器，主頻為 2.4GHz，每核心 512KB 二級快取和 2MB 共享三級快取。Cortex-A76 是 Cortex-A72 的第三代微架構，提供更多的每時脈指令 (IPC) 和更低的每個指令能耗。更新的核心、更高的時脈速度和更小的製程幾何尺寸的結合產生了更快的 Raspberry Pi，並且在給定工作負載下消耗的功率要少得多。

我們更新、更快的 CPU 得到了更新、更快的 GPU 的補充：Broadcom 的 VideoCore VII，在劍橋開發，具有來自 Igalia 朋友的完全開源 Mesa 驅動程式。更新後的VideoCore 硬體視訊縮放器(HVS) 能夠同時驅動兩個4Kp60 HDMI 顯示器，而Raspberry Pi 4 上的單一4Kp60 或雙4Kp30 則有所提升。4Kp60 HEVC 解碼器和新的影像感測器管道(ISP) 均有所提升。4Kp60 HEVC 解碼器和新的影像感測器管道(ISP) 均有所提升。4Kp60 HEVC 解碼器和新的影像感測器管道(ISP) 均有所提升。4Kp60 HEVC 解碼器和新的影像感測器管道(ISP) 均有所提升。由Raspberry Pi 開發，完善多媒體子系統。為了保持系統提供記憶體頻寬，我們有一個 32 位元 LPDDR4X SDRAM 子系統，運行速度為 4267MT/s，高於 Raspberry Pi 4 上的有效 2000MT/s。

RP1

前幾代 Raspberry Pi 建構在單片AP 架構上：而一些週邊功能由外部設備提供（Raspberry Pi 4 上的Via Labs VL805 USB 控制器和集線器，以及早期的Microchip LAN951x 和LAN7515 USB 集線器和乙太網路控制器晶片）產品），基本上所有 I/O 功能都整合到 AP 本身中。在 Raspberry Pi 歷史的早期，我們意識到，當我們將 AP 遷移到逐漸更新的製程節點時，這種方法最終在技術和經濟上都將變得不可持續。




相比之下，Raspberry Pi 5 是基於分解的小晶片架構構建。在這裡，AP 只提供主要的快速數位功能、SD 卡介面（出於電路板佈局原因）和最快的介面（SDRAM、HDMI 和 PCI Express）。所有其他 I/O 功能都被卸載到單獨的 I/O 控制器，在較舊、更便宜的流程節點上實現，並透過 PCI Express 連接到 AP。

RP1 是我們用於 Raspberry Pi 5 的 I/O 控制器，由 Raspberry Pi 提供 RP2040 微控制器的同一團隊設計，並與 RP2040 一樣，在 TSMC 成熟的 40LP 製程上實現。提供2個USB 3.0和2個USB 2.0介面；千兆位元乙太網路控制器；兩個用於相機和顯示器的四通道 MIPI 收發器；類比視頻輸出；3.3V通用I/O（GPIO）；以及常見的 GPIO 復用低速介面（UART、SPI、I2C、I2S 和 PWM）集合。四通道 PCI Express 2.0 介面提供回傳 BCM2712 的 16Gb/s 連結。

RP1 自 2016 年開始開發，遙遙領先，是我們在 Raspberry Pi 上開展過的運行時間最長、最複雜且（耗資 1500 萬美元）最昂貴的項目。多年來，隨著我們預計要求的變化，它經歷了實質性的發展：Raspberry Pi 5 上使用的 C0 步驟是晶片的第三次主要修訂。雖然其介面與 BCM2711 的介面在細節上有所不同，但從功能角度來看，它們的設計非常相似，確保了與早期 Raspberry Pi 設備的高度相容性。

DA9091

BCM2712 和 RP1 由晶片組的第三個新組件瑞薩 DA9091「Gilmour」電源管理 IC (PMIC) 支援。它整合了八個獨立的開關模式電源，以產生電路板所需的各種電壓，其中包括一個四相核心電源，能夠提供20 安培的電流，為Cortex-A76 核心和BCM2712 中的其他數位邏輯供電。




與 BCM2712 一樣，DA9091 是多年共同開發的成果。與瑞薩愛丁堡團隊的密切合作使我們能夠生產出根據我們的需求進行精確調整的 PMIC。我們能夠壓縮兩個經常需要的功能：即時時鐘（RTC），可以由外部超級電容器或可充電鋰錳電池供電；和一個PC風格的電源按鈕，支援硬和軟關機和開機事件。

Raspberry Pi 4 中保留了此晶片組的另外兩個元素。英飛凌 CYW43455 組合晶片提供雙頻 802.11ac Wi-Fi 和藍牙 5.0 以及低功耗藍牙 (BLE)；雖然晶片本身沒有變化，但它配備了專用的開關電源軌以降低功耗，並透過升級的SDIO介面連接到BCM2712，該介面支援DDR50模式以獲得更高的潛在吞吐量。和之前一樣，乙太網路連接由 Broadcom BCM54213 千兆位元乙太網路 PHY 提供；現在它呈現 45 度角，這對 Raspberry Pi 來說是第一次，但也是正交佈局愛好者和首席技術長（軟體）Gordon Hollingworth 長久以來失望的根源。

外型演變

從外觀上看，Raspberry Pi 5 與其前代產品非常相似。但是，在保留信用卡大小的整體佔地面積的同時，我們藉此機會更新了設計的一些元素，以與新晶片組的功能保持一致。

我們已經從板上移除了四極複合視訊和類比音訊插孔。現在由 RP1 產生的複合影片仍然可以透過板底部邊緣的一對 0.1 英吋間隔的焊盤獲得。

現在，我們在以前由四極插孔和相機連接器佔據的空間中配備了一對 FPC 連接器。這些是四通道 MIPI 接口，使用與各代計算模組 I/O 板上相同的更高密度引腳排列；它們是雙向（收發器）接口，這意味著每個介面都可以連接到 CSI-2 攝影機或 DSI 顯示器。主機板左側先前由顯示器連接器佔據的空間現在包含一個較小的 FPC 連接器，為高速週邊提供單通道 PCI Express 2.0 連接。




千兆位元乙太網路插孔在 Raspberry Pi 4 右上角短暫停留後，又回到了板右下角的經典位置。它還帶來了四針 PoE 連接器，簡化了板的佈局。與我們現有的PoE和PoE+ HAT 的兼容性中斷的成本。

最後，我們增加了一對用於散熱器的安裝孔，以及用於RTC 電池（兩個引腳）、Arm 調試和UART（三個引腳）的JST 連接器，以及具有PWM 控制和轉速反饋的風扇（四個引腳） 。


劍橋設計，威爾斯製造

與所有旗艦 Raspberry Pi 產品一樣，Raspberry Pi 5 是在南威爾斯彭科伊德的索尼英國技術中心製造的。自 2012 年推出第一台 Raspberry Pi 電腦以來，我們一直與索尼合作，我們堅信在距離劍橋工程設計中心僅幾個小時車程的範圍內製造我們的產品的好處：十年來頻繁互動與索尼團隊的合作幫助我們了解如何設計能夠可靠、廉價且大規模生產的產品。



Raspberry Pi 5 標誌著多項製造創新的引入。其中之一是連接器的侵入式回流焊，它可以提高產品的機械質量，提高產量，並消除生產流程中昂貴且耗能的選擇性焊接或波峰焊接工藝。其他包括用於更清潔板邊緣的全佈線面板分割，以及受我們大規模測試 RP2040 微控制器經驗啟發的新生產測試方法。

配件

每一款新的旗艦 Raspberry Pi 產品都伴隨著新的配件，Raspberry Pi 5 也不例外。佈局的變化、新的介面和更高的峰值性能（以及峰值功耗的較小增加）促使我們重新設計一些現有配件，並開發一些全新的配件。

案例

Raspberry Pi 5 的更新外殼售價為 10 美元，基於其前身 Raspberry Pi 4 的美感，但增加了許多新的可用性和熱管理功能。

整合的 2.79（最大）CFM 風扇配備流體動力軸承，可實現低噪音和延長使用壽命，連接到 Raspberry Pi 5 上的四針 JST 連接器，以提供溫控冷卻。空氣透過蓋子下方的 360 度槽吸入，吹過連接到 BCM2712 AP 的散熱器，然後透過底座上的連接器孔和通風口排出。



我們加長了外殼，並調整了固定功能，以便可以在不移除 SD 卡的情況下插入 Raspberry Pi 5 板。透過移除機殼頂部，現在可以堆疊多個機箱，以及使用墊片和 GPIO 接頭擴充將 HAT 安裝在風扇頂部。

與我們所有的塑膠產品一樣，新外殼是由我們在英國西米德蘭茲郡T-Zero的朋友製造的。

主動冷卻器

Raspberry Pi 5 設計用於處理典型的客戶端工作負載，無外殼，無主動冷卻。如果使用者希望在連續重負載下使用無外殼的主機板且無需節流，則可以選擇添加 5 美元的主動冷卻器。它透過兩個新的安裝孔連接到板上，並連接到與機殼風扇相同的四針 JST 連接器。




再次選擇徑流式鼓風機以降低噪音並延長使用壽命，將空氣推過擠壓和銑削的鋁製散熱器。對於典型環境溫度和最壞情況負載，機殼和主動冷卻器都能使 Raspberry Pi 5 保持在遠低於熱節流點的水平。Active Cooler的散熱效能有些優越，特別適合超頻玩家。

27W USB-C 電源

在運行相同的工作負載時，與 Raspberry Pi 4 相比，Raspberry Pi 5 的功耗顯著降低，且運行溫度明顯降低。然而，更高的效能上限意味著對於最密集的工作負載，特別是病態的「電源病毒」工作負載，峰值功耗會增加到 12W 左右，而 Raspberry Pi 4 的峰值功耗為 8W。

當在 Raspberry Pi 5 上使用標準 5V、3A (15W) USB-C 電源轉接器時，預設我們必須將下游 USB 電流限制為 600mA，以確保我們有足夠的餘裕來支援這些工作負載。這低於 Raspberry Pi 4 的 1.2A 限制，但通常仍足以驅動滑鼠、鍵盤和其他低功耗週邊裝置。



對於希望驅動硬碟和 SSD 等高功率外設，同時為峰值工作負載保留餘量的用戶，我們提供 12 美元的 USB-C 電源適配器，支援 5V、5A (25W) 工作模式。如果Raspberry Pi 5 韌體偵測到此電源，則會將USB 電流限制增加到1.6A，為下游USB 裝置提供5W 的額外功率，並提供5W 的額外板載功率預算：對於想要嘗試的人來說是一個福音超頻您的 Raspberry Pi 5。

應該注意的是，即使使用 3A 適配器，使用者也可以選擇覆蓋電流限制，指定更高的值。在我們的測試中，我們發現在這種模式下，Raspberry Pi 5 在高功率 USB 裝置的典型配置以及除最病態工作負載之外的所有工作負載下都能完美運作。

攝影機和顯示器電纜

MIPI 連接器的新的、更高密度的引腳分配意味著需要一個適配器才能將我們自己的相機和顯示器以及第三方產品連接到 Raspberry Pi 5。

為了支援現有的相機和顯示器所有者，我們提供FPC 相機和顯示器電纜，這些電纜可從較高密度格式（現在稱為“迷你”）轉換為舊的較低密度格式（現在稱為“標準” ） 。這些電纜的長度為 200 毫米、300 毫米和 500 毫米，價格分別為 1 美元、2 美元和 3 美元。



相機模組 3、高品質相機、全域快門相機和觸控螢幕顯示器都將附帶標準到標準電纜和 200 毫米迷你到標準電纜。

PoE+帽子

從 2024 年初開始，我們將提供新的 PoE+ HAT。這支援四針 PoE 接頭的新位置，並具有 L 形外形，使其可以安裝在 Raspberry Pi 5 外殼內，而不會幹擾機械或擾亂氣流。


           原型 PoE+ HAT。我們還不知道生產版本會是什麼樣子，但我們知道它不會是這樣的。



新型 PoE+ HAT 將平面變壓器整合到 PCB 佈局中，並利用最佳化的反激式轉換器架構在整個 0 至 25W 輸出功率範圍內保持高效率。

M.2 HAT

Raspberry Pi 5 功能集中最令人興奮的新增功能之一是單通道 PCI Express 2.0 介面。為了支援快速外設，它暴露在板左側的 16 針、0.5 毫米間距 FPC 連接器上。

從 2024 年初開始，我們將提供一對機械適配器板，可在該連接器和 M.2 標準子集之間進行轉換，從而允許用戶連接 NVMe SSD 和其他 M.2 格式配件。第一個符合標準 HAT 外形尺寸，用於安裝更大的設備。第二個採用新型 PoE+ HAT 的 L 形外形，支援在 Raspberry Pi 5 外殼內安裝 2230 和 2242 格式的裝置。


                                        M.2 HAT 原型。最終的硬體不會是這樣的。

Raspberry Pi 初學者指南，第五版

我們最暢銷的《Raspberry Pi 初學者指南》的新版本具有全新的外觀和感覺，建議零售價為 19.99 英鎊（24.99 美元），是 Raspberry Pi 電腦和配件的權威手冊。它已全面更新，涵蓋 Raspberry Pi 5 以及即將發布的基於 Debian Bookworm 的 Raspberry Pi OS。

即時時鐘電池



最後但並非最不重要的一點是，我們購買了松下鋰錳可充電紐扣電池，並配有預裝的兩針 JST 插頭和粘合安裝墊。售價為 5 美元，適合在主電源斷開時為 Raspberry Pi 5 實時時鐘 (RTC) 供電。

更新、更好的 Raspberry Pi 作業系統

在 Raspberry Pi 5 計畫進入最後階段的同時，我們的軟體團隊一直忙於開發新版本的 Raspberry Pi OS，這是用於 Raspberry Pi 裝置的官方第一方作業系統。它基於 Debian（及其衍生版本 Raspbian）的最新版本，代號為“Bookworm”，並包含許多增強功能，特別是在 Raspberry Pi 4 和 5 上從 X11 過渡到 Wayfire Wayland 合成器。

Raspberry Pi OS 將於 10 月中旬推出，並將成為 Raspberry Pi 5 唯一支援的第一方作業系統。請繼續查看這裡：我們將向您介紹有關新作業系統的更多信息，您將能夠在Raspberry Pi 5 於10 月底上架前下載它。

製作人員
Raspberry Pi 5 的誕生歷時七年，耗資 2,500 萬美元，涉及數十個組織和數百個人。為 Raspberry Pi 5 及其組成晶片程式做出貢獻的人員的非詳盡清單位於此處。


原文出處：https://www.raspberrypi.com/news/introducing-raspberry-pi-5/