Микрокомпьютер распберри что это
Что такое Raspberry Pi: мини-ПК от 20 долларов — не просто игрушка
Там, где полноценный компьютер использовать неудобно из-за его размеров и энергопотребления, наиболее привлекательно выглядят небольшие девайсы вроде Raspberry Pi, которые лишены перечисленных выше недостатков, и, хотя не столь мощны, без проблем справляются с разного рода проектами.
Содержание
Что такое Raspberry Pi
Raspberry Pi — это одноплатный компьютер, построенный на ARM-архитектуре и обладающий небольшой ценой и скромными габаритами. У него есть процессор, ОЗУ, видеоускоритель, а некоторые вариации обладают множеством полноценных разъёмов, включая USB, Ethernet и microHDMI. Иными словами, он полностью готов к работе из коробки. Микрокомпьютер разрабатывается британской компанией Raspberry Pi Foundation. Изначально разработанный для обучения, Raspberry Pi обрёл широкое распространение среди энтузиастов.
Для чего нужен Raspberry Pi
Существует невообразимое множество способов использования этого одноплатника, но пока что стоит рассказать лишь о самых очевидных.
Хаб для умного дома
Умные лампочки, розетки, датчики и даже чайники — сейчас многие отдают предпочтение интеллектуальным гаджетам, которыми можно управлять удалённо через смартфон или планшет. Главное преимущество таких девайсов в том, что их можно автоматизировать: к примеру, когда датчик влаги фиксирует слишком сухой воздух в комнате, умный увлажнитель включается и начинает работать до тех пор, пока всё тот же датчик не определит влажность в доме как приемлемую и не остановит его. Данный сценарий может выполняться как по команде пользователя, так и без его ведома.
Проблема лишь в том, что умные гаджеты от разных производителей порой нельзя настроить на взаимодействие друг с другом. А для владельцев смартфонов от Apple отдельным препятствием становится невозможность подключить девайсы к системе умного дома Apple Homekit. Raspberry Pi решает это — благодаря программам HomeBridge или Home Assistant этот одноплатный компьютер может выступать в роли хаба, который объединяет все умные устройства в одну «сеть». Такое решение даёт свободу для настройки автоматизации на Android и iOS, а также нивелирует отсутствие официальной поддержки девайсом платформы Apple HomeKit.
Сетевое хранилище
Сетевое хранилище (NAS) — это домашний сервер, в котором можно хранить важные файлы, бэкапы, фильмы, фотографии или музыку. Готовые решения для этого стоят дорого, а вариант с компьютером из дешёвых комплектующих занимает много пространства и потребляет энергии куда больше, чем компактный одноплатник. Поэтому для создания простого домашнего NAS последнего в лице Raspberry Pi будет более чем достаточно. Желательно выбрать модель с портом Gigabit Ethernet и USB 3.0, чтобы скорость передачи данных не разочаровывала. Какие версии обладают подобным функционалом — об этом в разделе ниже.
Медиаплеер
Самая удобная вещь для просмотра фильмов дома — медиаплеер. Мощные версии Raspberry Pi несложно превратить в самый настоящий медиакомбайн, способный «крутить» видеофайлы из домашнего сетевого хранилища или стримить торренты без загрузки. На 4K-видео рассчитывать не стоит, но Full HD, скорее всего, потянет. Как и в случае с NAS, лучше всего использовать для подобных целей варианты с быстрым Ethernet и USB 3.0 — подключение внешних накопителей также может пригодиться.
Блокировщик рекламы
Популярные расширения для браузеров для блокировки рекламы доступны не на всех устройствах. Smart TV, iPhone с Google Chrome, да даже мобильные приложения — все они не лишены рекламы, и избавиться от неё с помощью расширений невозможно. Зато самый недорогой Raspberry можно быстро приспособить в качестве DNS-фильтра, блокирующего любые запросы к сайтам с рекламой. Настраивается такой блокировщик очень просто, а возможности веб-интерфейса не ограничиваются базовыми функциями и статистикой.
Игровая ретроконсоль или аналог Steam Link
Найти оригинальную ретроконсоль и диски или картриджи к ней сложно и дорого, ПК с эмулятором зачастую неудобно подключать к телевизору, зато Raspberry Pi легко перенести из одного места в другое, а её производительности хватит для эмуляции первой PlayStation. Помимо этого, одноплатник можно использовать для трансляции современных игр с основного ПК через приложение Steam Link. В таком случае, опять же, нужен быстрый и стабильный интернет, доступный лишь на топовых моделях Raspberry.
Какой Raspberry Pi выбрать
Первые Raspberry Pi поступили в продажу ещё в 2012 году, и с тех пор устройство претерпело множество изменений, что в конечном итоге вылилось в различные вариации. Их довольно много, и рассказывать обо всех смысла нет. Поэтому ниже я приведу список только тех версий, которые, на мой взгляд, являются актуальными и достойны покупки.
Pi Zero W — дешёвый и компактный
Базовый и самый доступный Raspberry Pi с одноядерным процессором и 512 МБ ОЗУ подойдёт только для решений, где важна компактность. В иных случаях стоит отдать предпочтение более производительным моделям. От обычного Pi Zero он отличается лишь наличием беспроводных интерфейсов Bluetooth и Wi-Fi, которые задействуются в большинстве интересных проектов. Данный девайс слишком слабый для ТВ-приставки или обычной офисной работы, зато он справится с блокировкой рекламы или обслуживанием девайсов для умного дома. Важно уточнить, что у него отсутствуют порты USB и Ethernet.
Pi 3 Model B+ — старый, но актуальный
От обычной Pi 3 Model B эта версия отличается наличием более быстрого четырёхъядерного процессора Broadcom BCM2837B0, порта Gigabit Ethernet с пропускной способностью до 300 Мбит/с, технологии Power over Ethernet, а также поддержкой Wi-Fi 5 ГГц. Можно немного сэкономить, взяв Model B, если всё это не так важно, но для большинства юзкейсов эти фичи будут крайне полезны. Хотя этой версии Raspberry должно хватить для реализации многих идей, 1 ГБ ОЗУ может стать «бутылочным горлышком».
Pi Compute Module 3+ — как 3B+, но ещё меньше
Вычислительная плата представляет из себя всё тот же Raspberry Pi 3 Model B+ по начинке, но в более компактном форм-факторе. У девайса нет портов — добавить их можно только при помощи платы Compute Module 1/3/3+ IO Board. На ней расположен разъём DDR2 SODIMM, в который вставляется вычислительная плата. Сама компания позиционирует Compute Module 3+ как девайс для интеграции с другими продуктами, нежели как решение для отдельного использования.
Pi 4 Model B — флагман среди всех Raspberry
Самая флагманская Raspberry, доступная на сегодняшний день. Процессор, конечно, таковым не назовёшь — устаревший Broadcom BCM2711 с четырьмя ядрами Cortex-A72. Но в линейке мини-компьютеров решений производительнее пока нет. На выбор доступно 2, 4 или 8 ГБ оперативной памяти. Последний вариант на текущий момент избыточен для большинства ситуаций, но будет полезен для тех, кто разворачивает сразу несколько виртуальных машин или использует RAM-диск. Кстати, в этой модели наконец-то появились 2 быстрых порта USB 3.0 и Bluetooth 5.0.
Pi Compute Module 4 — «облегчённый» Pi 4B
Как и Compute Module 3+, является упрощенной версией обычной модели. Форм-фактор модуля сменился — больше никакого DDR2 SODIMM. Преимущества Pi Compute Module 4 заключаются в компактности и более низкой цене — остальные характеристики идентичны Raspberry Pi 4. Портов всё так же нет — для этого нужно докупать IO Board. У последней есть важная особенность в виде слота PCIe Gen 2 ×1. К нему уже можно подключать периферию вроде хабов USB 3.0 и сетевых карт, правда, поддерживаются далеко не все устройства.
Pi 400 — готовое решение для работы
Недавно представленная Pi 400 представляет из себя облачённую в совмещённый с клавиатурой корпус обычную Pi 4 Model B, но без Jack 3,5-мм и Power over Ethernet. Стоит отметить наличие более свежей ревизии процессора относительно предшественника: благодаря этому базовая частота чипа на 0,3 ГГц выше, а разогнать его удаётся до 2,2 ГГц, в то время как раньше максимум был зафиксирован на отметке 2,147 ГГц. Кроме того, внутри корпуса расположена металлическая пластина, выполняющая роль радиатора, которая эффективно отводит тепло, нагревая в большей степени порты, расположенные сзади.
История Raspberry Pi. Как развивался самый популярный микрокомпьютер в мире
Один из самых известных компактных компьютеров в мире скоро отпразднует свое 10-летие. За это время занимающаяся разработкой “малинок” организация выпустила полтора десятка самостоятельных моделей и множество модулей расширения.
Предлагаем вспомнить, как появился одноплатный микрокомпьютер и почему он стал настолько популярным.
В середине 2000-х годов группа преподавателей дисциплины Computer Science (аналог нашей информатики) Кембриджского университета обратила внимание на снижение общего уровня компьютерной грамотности среди своих абитуриентов. Если в 90-х большинство поступающих на связанные с компьютерами специальности умели программировать минимум на одном языке, то со временем азы программирования были лишь у каждого десятого студента-первокурсника.
Так появилась идея создать доступную платформу для разработки и программирования, которая была бы доступна большинству учащихся и не требовала серьезных вложений для модернизации.
Компьютер BBC Micro стал вдохновителем для создателей Raspberry
Примером для вдохновения послужила другая британская разработка – персональный компьютер BBC Micro. Это базовая платформа 8-битных моделей с неплохими для своего времени графическими возможностями. Устройство было выпущено на рынок Великобритании с целью популяризации компьютерной грамотности и информационных технологий.
За несколько лет гаджет обрел большую популярность и поставлялся в большинство английских школ и учебных заведений. Устройство могло выйти и на рынок США, но не выдержало конкуренции с Apple II.
Сотрудники Кембриджского университета учли мощность и возможности BBC Micro для своего времени, чтобы заложить примерную основу для своего будущего гаджета. Изначально гаджет представляли в виде своеобразного стика с USB-входом на одном торце и HDMI-выходом на противоположном, но затем от подобной идеи отказались.
Было решено сделать одноплатную платформу с максимально возможным набором интерфейсов для дальнейшей модернизации.
Для разработки и сбора средств на производство первых партий в 2009 году была создана благотворительная организация Raspberry Pi Foundation. Руководителем назначили Эбена Кристофера Аптона (Eben Christopher Upton). Всего за два года в её стенах смогли создать программную и аппаратную части нового мини-ПК.
Уже в 2011 году появились первые тестовые образцы, а собранные группы энтузиастов-тестировщиков пытались выявить все баги и проблемные стороны нового гаджета.
Еще год потребовался на поиски подрядчиков для массового производства, оформление патентной документации и сертификацию продукта.
В начале 2012 года было объявлено о старте производства первых 10 000 плат. Предзаказ был доступен с условием “не больше одной штуки в руки” и завершился уже через несколько часов.
В середине года заказать новое устройство могли уже все желающие без ограничений, а ближе к концу 2012-го открылся предзаказ на более доступную плату Raspberry Pi model А.
Удивительно, как некоммерческая организация смогла так быстро пройти путь от идеи до готовой модели.
Первое поколение Raspberry Pi и модели “Plus”
Raspberry Pi 1 Model B+
Вопреки многим заблуждениям, изначально на свет появилась именно продвинутая модель B, а лишь затем началось производство более доступной упрощенной модели А.
◉ Оба эти устройства принято считать платами Raspberry первого поколения. Они базируются на чипе Broadcom BCM2835 с процессором ARM11 700 МГц. Часть вычисления ложится на графический процессор Broadcom VideoCore IV с возможностью вывода Full HD-видео.
Гаджет из коробки мог работать под управлением Ubuntu и поддерживал большинство протоколов операционной системы Android.
На плате был распаян модуль оперативной памяти объемом 256 ГБ, которую можно было перераспределять под нужды GPU. Вместо встроенного накопителя использовался слот для карт памяти SD-формата.
Для вывода изображения были предусмотрены разъемы HDMI и RCA-Video. Звук можно было вывести через стандартный 3.5-мм разъем. Для подключения периферии использовалась пара USB 2.0 портов, а для подключения к сети было доступно лишь проводное соединение по LAN.
Главной изюминкой модели стал 26-пиновый GPIO разъем, через который и планировалось подключать модули расширения для Raspberry. Пользователю было доступно управление семнадцатью контактами для реализации собственных идей. Поддерживаются интерфейсы UART, SPI, I²C и консольный порт.
Такая конфигурация была доступна конечному потребителю всего за $35.
◉ Более доступная Raspberry Pi model A строилась на аналогичной плате, имела такой же процессор и графический модуль. Для удешевления из устройства убрали сетевой разъем, а так же оставили на плате всего один USB-порт вместо двух.
Это позволило снизить цену до уровня $25, но при этом не лишать гаджет фирменного GPIO-разъема расширения.
Все платы первого поколения были выполнены в зеленом исполнении, а один из сертифицированных производителей получил право выпускать красные Raspberry Pi для продажи на территории Китая. К первой годовщине “малинки” была выпущена лимитированная синяя серия плат численностью 1000 штук.
Raspberry Pi 1 Model A+
◉ В 2014 году обе модели получили обновленные версии “+”. Платы устройств стали компактнее, а объем ОЗУ увеличился с 256 МБ до 512 МБ. Более значимым изменением стал переход на 40-контактный разъем расширения, который сохранился в “малинках” и до текущего поколения.
Модель B+ оснастили дополнительной парой USB-портов, доведя их число до четырех.
На старте продаж модели “плюс” продавались за $30 и $20, соответственно.
Второе поколение Raspberry Pi 2. Появление компактного “Zero”
Гаджет начал обретать популярность за пределами Великобритании, США и Китая. Именно в этих странах прошла так называемая первая волна продаж Raspberry. К 2015 году количество проданных моделей перевалило за 5 млн. штук.
Устройство действительно стало популярной платформой для энтузиастов и разработчиков, все больше учебных заведений во всем мире начали строить учебный процесс вокруг доступного одноплатника.
Разработчики решили отказаться от бюджетной модели “А” во втором поколении “малинки”, вместо которой занялись разработкой еще более компактного одноплатника “Zero”.
Raspberry Pi 3 Model B
◉ Так Raspberry 3В стала мощнее по всем направлениям. Сердцем новинки был 64-битный 4-ядерный процессор ARM Cortex-A7 с рабочей частотой 900 МГц.
Накопитель размещался в слоте для карт памяти microSD. Объем оперативной памяти увеличился до 4 ГБ. На месте остались 40-пиновый разъем расширения, четыре USB разъема и сетевой интерфейс.
Цена устройства составляла $35.
◉ Второй представленной в 2015 году новинкой стала Raspberry Pi Zero. Это самая миниатюрная модель в линейке “малинок”, размеры платы составили всего 65 мм × 56,5 мм.
При этом модель работала под управлением хорошо зарекомендовавшего себя в первом поколении процессора ARM11 с повышенной до 1 ГГц частотой.
Устройство получило 512 МБ оперативной памяти, один microUSB-порт и уже привычный 40-пиновый разъем расширения.
При этом удалось снизить ценник на устройство до уровня $5-7.
Третье поколение Raspberry Pi 3. Самая массовая “малинка”
Пик популярности Raspberry пришелся на 2016-2018 годы. В этот период количество проданных одноплатников стремительно росло. Гаджет стал широко известен за пределами узкой гиковской ниши, множество проектов строились на базе “малинки”.
Выпускать такие платы начали далеко за пределами лицензированных заводов. Появилось множество аналогичных проектов, вдохновленных примеров Raspberry. Так в магазинах электроники и на онлайн-прилавках стало возможно найти аналоги вроде Banana Pi или Orange Pi.
Официальная “малина” порадовала поклонников выходом сразу четыре новых модификаций.
Raspberry Pi 3B
◉ В феврале 2016 публике была представлена Raspberry Pi 3B. За основу взята популярная модель-предшественник.
На плату устанавливается более мощный и энергоэффективный 4-ядерный чип Cortex-A53 (ARM v8), работающий на частоте 1.2 ГГц. Модель комплектуется 1 ГБ ОЗУ, четырьмя USB-разъемами и сетевым портом.
Впервые в модельном ряду Raspberry появляется беспроводной модуль связи, который поддерживает работу Wi-Fi 802.11n и Bluetooth 4.1.
Цена на модель не меняется и составляет $35.
◉ Через год аналогичный апдейт получает и компактный “зеро”. Raspberry Pi Zero W при схожих с предшественником габаритах дооснастили модулем беспроводной связи Wi-Fi 802.11n и Bluetooth 4.0.
Остальные параметры остались неизменными: процессор ARM11 1 ГГц, 512 МБ оперативной памяти и 40-контактный разъем расширения.
Цена компактного одноплатника составляла $10.
Raspberry Pi 3B+
◉ Весной 2018 года разработчики выпускают модель Raspberry Pi 3B+, которая до сих пор считается самой продаваемой в линейке. Устройство получило идеальное сочетание мощности, возможностей расширения и приятной цены.
Достаточно производительный 4-ядерный процессор Cortex-A53 (ARM v8) с частотой 1,4 ГГц отлично справляется с запуском полноценных операционных систем. Графический интерфейс и даже несложные игры не являются для него большой проблемой.
На борту 1 ГБ оперативной памяти и 4 USB-порта, пара из которых имеет поддержку стандарта USB 3.0. Беспроводные интерфейсы тоже стали лучше. Появился двухдиапазонный Wi-Fi 802.11ac и Bluetooth 4.2. При проводном подключении сети поддерживается гигабитная скорость передачи данных.
При этом цена остается на привычной для топовой модели планке $35.
Raspberry Pi 3A+
◉ Осенью того же года появляется еще одна популярная модель Raspberry Pi 3А+. Разработчики вспомнили про доступную линейку “малинок” и выкатили актуальный апдейт.
За основу была взята платформа от Raspberry Pi 3B+ с достаточно производительным процессором. Устройство “облегчили”, уменьшив объем ОЗУ до 512 МБ и сократив количество USB-портов до одного.
Осталась и привычная для А-линейки фишка – отсутствие проводного сетевого интерфейса. При этом появился Wi-Fi 802.11ac и Bluetooth 4.2.
Цена более доступного одноплатника составляла $25.
Третье поколение Raspberry Pi 4. Первая “малинка” в клавиатуре
Развитие модельного ряда популярных одноплатников продолжается и сегодня. В актуальном поколении представлено четыре модели под разные задачи и цели.
◉ Летом 2019 года стартовали продажи нового “флагмана” Raspberry Pi 4B. Модель получила долгожданный апгрейд и более технологичную начинку.
Сердцем устройства стал 4-ядерный чип Cortex-A72 (ARM v8), который работает на частоте 1,5 ГГц. Впервые появились разные модификации платы с отличающимся объемом оперативной памяти. Пользователям стали доступны модели с памятью 2, 4 и 8 ГБ.
Один полноразмерный порт HDMI заменили на пару microHDMI. Каждый разъем способен выводить картинку в разрешении до 4K. Питания подается через современный Type-С.
На плате распаян гигабитный LAN-порт, Wi-Fi 802.11ac и Bluetooth 5.0.
◉ Осенью 2020 года в линейке “малинок” появилось самое необычное пополнение. Новый гаджет под названием Compute Module 4 стал самой топовой в плане возможности расширения платой и при этом являлся одним из самых компактных одноплатников.
Производительность схожа с предыдущей моделью Raspberry Pi 4, здесь есть аналогичный 4-ядерный процессор Cortex-A72 с частотой 1.5 ГГц и от 1 до 8 ГБ оперативной памяти. На плате распаяны Wi-Fi 802.11aс и Bluetooth 5.0.
Отличают от всех остальных предшественников новый модуль его размеры и позиционирование. Это компактная плата, которая предназначена для встраивания в небольшие схемы или гаджеты и расширения при помощи пары более прогрессивных разъемов. Для подключения используются два 100-контактных разъема Hirose DF40C-100DS-0.4V.
Компактная модель Compute Module 4 с платой расширения Compute Module 4 IO Board
Это позволяет подключать к Compute Module 4, например, совместимые платы с разъемом PCIe или накопители NVMe. Для получения более привычного набора из 40-пинового разъема, сетевого LAN-интерфейса и классических USB нужно использовать плату расширения Compute Module 4 IO Board.
Стоимость нового одноплатника составляет $25.
◉ Интересным решением стал выпуск самой простой на данный момент модели устройства Raspberry Pi Pico в начале 2021 года. Это еще более компактная плата, чем линейка Zero, которая лишена большей части разъемов и портов.
Она строится на базе 2-ядерного чипа ARM Cortex M0+ с частотой работы 133 МГц. На плате доступно всего 264 КБ оперативной и 2 МБ постоянной памяти.
На торце расположен один разъем USB-для подключения к другим компьютером или гаджетам. Плата не является полноценным компьютером, как все другие “малинки”.
Это гораздо более простой микроконтроллер, который больше схож с популярными платами Arduino. На Pico можно загрузить исполняемый код для управления другими устройствами или умными девайсами.
Привычный для модельного ряда 40-пиновый разъем упразднили, разместив по периметру платы аналогичную контактную область. Это не так удобно с точки зрения быстрого монтажа компонентов, но при этом предоставляет более гибкие возможности модернизации модели.
Цена микроконтроллера составляет всего $4.
◉ Самой последней представленной на данный момент новинкой Raspberry является компактный модуль Raspberry Pi Zero 2 W. Это обновленный компьютер размером с обычную флешку, который неплохо прокачали по сравнению с предшественником.
Вычислительная мощность обеспечивается 4-ядерным 64-разрядным чипом ARM Cortex-A53 с частотой 1 ГГц. На борту 512 МБ оперативной памяти, модуль Wi-Fi с поддержкой частоты 2.4 ГГц и Bluetooth 4.2.
Благодаря переходу на 64-битную архитектуру новая модель “зеро” стала производительнее почти в четыре раза. При этом цена новинки составляет всего $15.
◉ Еще одной новинкой 2021 года в модельном ряду “малинок” стала Raspberry Pi 400. Это первый полноценный десктопный компьютер, который выпускается в корпусе со встроенной клавиатурой.
В таком виде гаджет может выполнять роль простенького ПК для студентов или школьников. Достаточно подключить такую “клаву” к монитору и можно организовать временное рабочее место для школьника или самому пересесть на удаленную работу.
Компьютер может работать не только на специальных сборках Linux, но и на ARM-версии новой Windows 11. Для офисных задач или учебного процесса подходит идеально.
Какие модели Raspberry Pi актуальны сегодня и для чего они подойдут
▶ Raspberry Pi B3+ это достаточно мощный одноплатник для большинства проектов. На его основе можно собрать телевизионную приставку, игровую ретро-консоль, домашний фильтр DNS или хаб для умного дома.
Цена для данной модели весьма доступная, если нужен гаджет на основе “малины” здесь и сейчас – B3+ отличный выбор.
▶ Raspberry Pi 4 это более дорогое, но при этом и более мощное устройство. Выбирать такой одноплатник стоит на перспективу, если не собираетесь применять его под строго определенные задачи, а берете для изучения и развития.
▶ Raspberry Pi Zero W это компактный и простой одноплатник с более скромными возможностями. Он не блещет мощностью, но при этом подходит для самых разных проектов, например, в качестве самого простого и доступного хаба для умного дома.
🛒 Купить Raspberry Pi Zero W – от 2940 руб.
▶ Raspberry Pi 400 подойдет в качестве дополнительного компьютера для экспериментов или в виде резервного ПК в доме. Если придется работать или учиться удаленно, достаточно будет подключить гаджет к монитору или телевизору, чтобы организовать новое рабочее место.
▶ Raspberry Compute Module 4 это компактная мощная плата с возможностью расширения при помощи дополнительной платформы и нового 100-пинового разъема. Такая подойдет для создания проектов в компактном исполнении.
🛒 Купить Raspberry Compute Module 4 – от 5226 руб.
▶ Raspberry Pi Pico компактный микроконтроллер с возможностью загрузки и выполнения исполняемого кода. Подойдет не в качестве самостоятельного компьютера, а как плата управления какими-нибудь гаджетами или самоделками.
Такой набор контроллеров и компьютеров на сегодняшний день является самой популярной и доступной линейкой одноплатников в мире. На начало 2021 года было продано уже более 40 млн. копий знаменитой “малинки”.